Ile lat lecieć na Marsa. Ile czasu na lot na Marsa, czy taki lot jest możliwy

Mars zawsze przyciągał uwagę naukowców, pisarzy science fiction i zwykłych ludzi. Bliskość Ziemi tej planety pozwala uznać ją za najbliższy cel w przyszłych podróżach międzyplanetarnych.

Ile godzin, dni, miesięcy leci człowiek na Marsa?

Wyobraźmy sobie, że polecimy na Marsa, synchronizując odlot tak, aby pokonać minimalny dystans. W takim przypadku pojazd lecący z tą samą prędkością co Saturn-V dotrze do celu za około 870 godzin lub 36 ziemskich dni.

A teraz wyobraź sobie, że nie podobało nam się na Marsie i chcemy wracać do domu, wtedy lepiej jak najszybciej wrócić. Z każdym miesiącem wydłuża się okres na podróż powrotną. W 2027 roku, w drodze powrotnej na Ziemię, będziemy już potrzebować 258 dni (8,6 miesiąca). Chociaż istnieje możliwość poczekania do 2035 roku i ponownego przelotu krótką trasą w 36 dni.

Ile latać z prędkością światła?

Światło z Marsa dociera do Ziemi w ciągu 3 minuty kiedy planety są najbliżej siebie. Tyle czasu zajęłoby człowiekowi dotarcie do tej planety statkiem kosmicznym poruszającym się z prędkością światła.

Dlaczego czas lotu na Marsa ciągle się zmienia?

Pierwszym statkiem kosmicznym, który poleciał na Marsa, był Mariner 4 w 1964 roku. Zrobił to w 228 dni. Następnie wystrzelono kilka kolejnych statków, a za każdym razem czas lotu różnił się między sobą w górę lub w dół. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że prędkość nowoczesnego statku kosmicznego wynosi 20 000 km/h, to możemy obliczyć, że lot nim zajmie 115 dni. Ale wtedy nie jest jasne, dlaczego w praktyce wszystkie wysłane tam statki są znacznie dłuższe.

Niedawno lot sondy badawczej trwał ponad 8 miesięcy. Przy obecnym rozwoju technologii podróż na Marsa może trwać od 150 do 300 dni.

Zmienność ta wynika z wpływu wielu czynników na czas przejazdu trasy:

• prędkość początkowa;
• pozycje planet względem siebie;
• planowany tor lotu;
• ilość paliwa.

Wszystko wyjaśnia ruch planet na ich orbicie wokół Słońca. Dlatego niemożliwe jest wykonanie bezpośredniego startu rakiety. W końcu zanim dotrze do Marsa, będzie już miał czas, aby przemieścić się daleko po swojej orbicie. Dlatego, aby dokładnie obliczyć, ile czasu zajmuje lot, konieczne jest wcześniejsze obliczenie. Czyli teoretycznie konieczne jest obliczenie miejsca, w którym Mars będzie się poruszał podczas lotu rakiety i tam należy go wysłać.

Drugim bardzo ważnym problemem jest ilość zużytego paliwa. Dziś to on jest priorytetem dla inżynierów kosmicznych. Dzisiejsze statki są wodowane po trajektorii, która maksymalizuje zużycie paliwa.

Ile kilometrów do Marsa?

Mars jest czwartą planetą od Słońca i drugą względem orbity Ziemi. Ponieważ Słońce utrzymuje wszystkie planety na różnych orbitach, odległość Marsa od Ziemi stale się zmienia. Kiedy zdjęcie zostało zrobione po raz pierwszy teleskopem Hubble'a, odległość ta wynosiła 55 milionów km. W tej odległości planety są raz w roku, w tym czasie wysyłane są tam stacje rozpoznawcze. Naukowcy obliczyli, że jeśli Mars znajduje się w pewnym punkcie orbity, zwanym peryhelium, a Ziemia w Aphelion, odległość między nimi wyniesie 54,6 miliona km. Jednak ludzkość jeszcze nie zaobserwowała takiego układu planet.

Jak długo trwa lot człowieka na Marsa?

Nad tym zadaniem pracuje dziś wielu specjalistów z różnych krajów. Aby go rozwiązać, potrzebny będzie zupełnie nowy rodzaj paliwa. A poza tym coś trzeba zrobić z podatnością człowieka na różne rodzaje promieniowania kosmicznego. Gromadzi się prawie we wszystkich częściach jego ciała i nie jest wydalany później, aż do końca życia. Jeśli ciało astronauty nie jest chronione przed promieniowaniem, nie będzie on w stanie przetrwać w kosmosie nawet dwóch godzin.

Dlatego tak ważne jest rozwiązanie problemu, ile latać na rakiecie. Wraz ze skróceniem czasu ryzyko promieniowania kosmicznego zostanie zminimalizowane, a do życia astronautów potrzeba będzie mniej zapasów.

Aby wrócić do domu z Marsa, astronauci będą musieli poczekać na kolejną konfrontację. A to zajmuje sporo czasu. Według najnowszych szacunków może sięgać nawet 16 miesięcy. Jednocześnie należy wziąć pod uwagę, że po konfrontacji Ziemia będzie szybko biec do przodu, ponieważ ma większą prędkość orbitalną. Dlatego po trzech miesiącach planety są tak daleko od siebie, że astronauci nie będą mogli wrócić na Ziemię.

Naukowcy obliczyli, że aby umożliwić lot z Ziemi na Marsa, statek kosmiczny musi rozwinąć prędkość 18 km/s. Aby obniżyć koszty misji, wyślij międzyplanetarny statek kosmiczny z Księżyca. Dlatego dla pomyślnego czasu lotu ważne jest, aby obliczyć czas optymalnej odległości od Księżyca do Marsa.

Tymczasem przy obecnym poziomie rozwoju nauki o kosmosie taka wyprawa na Marsa może trwać około dwóch lat. I tak loty na tę tajemniczą planetę pozostają kwestią przyszłości. Pozostaje nam wierzyć i czekać, aż do dyspozycji człowieka pojawią się nowe technologie, które umożliwią budowanie superszybkich marsjańskich statków na superekonomicznym paliwie.

Każdy człowiek od czasu do czasu zwraca wzrok ku gwiaździstemu niebu. Niektórzy ludzie mogą znaleźć sobie małą czerwonawą gwiazdę - Marsa. Ta niesamowita planeta od dawna jest bardzo atrakcyjna dla najlepszych umysłów ludzkości. Tak blisko i tak daleko. Mars jest sąsiadem Ziemi, tylko Wenus jest bliżej, warunki na których zniechęcają do odwiedzenia go w najbliższej przyszłości.

W kontakcie z

Mars jest inny. Oczywiście wszyscy wiemy, że na tej planecie nie będziesz mógł komfortowo wypoczywać na wakacjach, ale możesz tam przeżyć, korzystając z technologii już dostępnych dla ludzi. Ale czy to naprawdę takie proste? Jakie przeszkody musi pokonać ludzkość, aby zrealizować to ambitne marzenie? Latać czy nie latać?

Ile czasu zajmuje lot na Marsa na czas

Ważnym czynnikiem w przygotowaniu lotu na Marsa jest obliczenie czasu potrzebnego na pokonanie odległości między ciałami niebieskimi. Znając prędkość statku i odległość od Ziemi do Marsa, łatwo obliczyć czas zakończenia ekspedycji, prawda? Nie, nie tak.

Faktem jest, że każda planeta krąży po swojej orbicie wokół Słońca, a odległość między nimi stale się zmienia, najbliższe zbliżenie planet (zwane w astronomii opozycją), gdy znajdują się w odległości „tylko” 55 mln km od każdej z nich. inne zdarzają się tylko co dwa lata. We wszystkich innych przypadkach odległość między ciałami niebieskimi jest większa, osiągając szczyt 401 mln km (kiedy planety znajdują się po przeciwnych stronach Słońca).

Z przebiegu fizyki wiadomo, że nie da się pokonać prędkości światła (ok. 300 tys. km/s). Tak więc teoretycznie ludzkość kiedyś będzie w stanie wymyślić sposób poruszania się w kosmosie, w pobliżu bariery światła. Światło (fale radiowe) przemieszcza się z Ziemi na Marsa w nieco ponad 3 minuty, jeśli planety są w opozycji, oraz w 22,37 minuty, jeśli ciała niebieskie są jak najdalej.

Statek kosmiczny poruszający się z prędkością bliską prędkości światła mógłby pokonać te odległości w czasie zbliżonym do zapowiadanych wartości (nie uwzględniając czasu na przyspieszanie i zwalnianie z przeciążeniami, które nie są śmiertelne dla człowieka). Ponadto, zgodnie z teorią względności Einsteina, dla astronautów poruszających się z takimi prędkościami czas zwalnia. Tak więc dla podróżników taka misja byłaby bułka z masłem..

Ale nadal teoretycznie nie wiadomo, czy w zasadzie możliwe jest stworzenie takich szybkich pojazdów, więc rozważymy sytuację w oparciu o to, co ludzkość ma teraz i jest w stanie stworzyć w najbliższej przyszłości.

Logiczne jest wybranie do podróży kosmicznych momentu, w którym planety znajdują się jak najbliżej siebie. Ale tutaj też nie wszystko jest proste. Jeśli nasz statek dotrze do miejsca, w którym Mars jest w momencie startu, to chybi, ponieważ planeta będzie miała czas na pokonanie znacznej odległości podczas wyprawy. Oznacza to, że konieczne jest wcześniejsze obliczenie trajektorii, aby spotkać planetę w wyliczonym punkcie. Należy również wziąć pod uwagę siły przyciągające., zdolny do zmiany trajektorii ciał kosmicznych.

Wszystkie te obliczenia zostały wykonane od dawna, a sondy kosmiczne i stacje zostały pomyślnie wysłane na Marsa. Oto niektóre z udanych misji kosmicznych na Marsa:

• Mariner 4. Zwodowany w 1964, czas podróży 228 dni.
• Marynarz 6. 1967 - 156 dni.
• Marynarz 7. 1969 - 131 dni.
• Marynarz 9. 1971 - 156 dni.
• Wiking 1. 1976 - 335 dni.
• Wiking 2. 1976 - 365 dni.

Dlaczego czas lotu jest tak inny, jeśli średnia prędkość statku kosmicznego była w przybliżeniu taka sama - nieco ponad 20 tysięcy km / h, czy można szybciej lecieć na „czerwoną” planetę? Chodzi o zmieniającą się odległość między ciałami niebieskimi i konieczność zbudowania toru lotu, uwzględniającego ruch planet na ich orbitach. I to też jest ważne nie tylko odległość między Marsem a Ziemią, ale także podaż paliwa niezbędnego do manewrów i miękkiego lądowania na powierzchni planety, ponieważ nie da się nabrać dowolnie dużej ilości paliwa do ograniczonej objętości statku.

Obecnie powstają też szybsze statki, np. New Horizons, które są w stanie poruszać się z prędkością 58 tys. km/h i teoretycznie mogą dotrzeć do Marsa w 39 dni w okresie minimalnej odległości między planetami i w 289 dni - maksymalnie.

Planowanie misji kosmicznych z udziałem człowieka trwa w najlepsze zarówno w naszym kraju, jak i za granicą. A to zadanie jest znacznie trudniejsze niż wysłanie niezamieszkanego statku kosmicznego z biletem w jedną stronę. Szacuje się, że minimalny czas wyprawy w obie strony wynosi około 500 dni. Tak duży odstęp czasowy wynika z faktu, że aby wrócić na Ziemię, trzeba będzie poczekać na drugą konfrontację.

Po wystrzeleniu statku kosmicznego nasza planeta zacznie szybko poruszać się do przodu, ponieważ prędkość orbitalna Ziemi jest znacznie wyższa. Dlatego za trzy miesiące (a lot na Marsa zajmuje więcej czasu) planety tak bardzo się rozproszą, że powrót nie będzie już możliwy do następnej konfrontacji.

Szacuje się, że dla udanej misji w jednym cyklu minimalna prędkość statku powinna wynosić 18 km/s (64800 km/h), a nie jest to jeszcze osiągalne. W miejscu lokalizacji człowieka wydawało się, że rakieta Saturn V prawie osiągnęła ten wskaźnik (zdolna do przyspieszenia do 64 500 km / h), ale nie jest jasne, czy była to mistyfikacja, czy technologia jej produkcji została utracona.

Jednak postęp technologiczny nie stoi w miejscu, powstają nowe silniki, które działają na innych zasadach fizycznych, a ludzkość prędzej czy później będzie miała transport kosmiczny z niezbędnymi cechami, ale że misja lotu na Marsa z udziałem człowiek odniósł sukces, wciąż pozostaje wiele problemów do rozwiązania.

Jak widać, warunki na planecie są surowe, ale jest to jak dotąd jedyne znane ciało niebieskie, na którym człowiek może przeżyć przy użyciu określonego sprzętu ochronnego, bo to nie jest plus 460 ° C, jak na Wenus.

Jakie zadania należy rozwiązać przed lotem na Marsa?

Czy psychika sobie poradzi?

W latach 2007–2011 w eksperymencie przeprowadzono symulację lotu na Marsa. Grupa ludzi musiała przebywać w zamkniętej przestrzeni przez 520 dni. Chociaż zgodnie z warunkami eksperymentu każdy uczestnik mógł odmówić udziału w badaniu i opuścić teren w dowolnym momencie, niektórzy ochotnicy mieli zaburzenia psychiczne. A co się stanie w prawdziwym locie?

Czy ciało?

Ludzkość ma doświadczenie przebywania w stanie zerowej grawitacji przez pół roku, ale nawet biorąc pod uwagę stały wysiłek fizyczny, proces adaptacji po powrocie na Ziemię jest bardzo trudny i długi, ponieważ mięśnie i kości mają czas na zanik bez działania grawitacji . Oczywiście każdy Ziemianin czułby się jak superman pod grawitacją Marsa (1/3 ziemskiej), gdzie osoba ważąca 100 kg ważyłaby tylko 39 kg. Ale i tak musimy polecieć na Marsa, jak się dowiedzieliśmy, zajmie to 6-7 miesięcy w ciasnej, zamkniętej przestrzeni, pozbawionej wszelkich udogodnień. I powrót na Ziemię, by stawić czoła wszystkim „urokom” odwróconej adaptacji.

Promieniowanie

Być może największy problem na drodze człowieka na inne planety. A podczas lotu i na samym Marsie, pozbawionym pola magnetycznego, człowiek będzie narażony na promieniowanie kosmiczne. Czy poszycie ochronne sobie z tym poradzi? statku kosmicznego, czy można chronić się przed promieniowaniem w nowoczesnych skafandrach kosmicznych?

Człowiek powstał na Ziemi, nikt nie wie, co go czeka w przypadku długiego przebywania w nietypowych dla organizmu warunkach marsjańskich. Jak dotąd więcej pytań niż odpowiedzi:

Ile z tych i innych pytań wciąż czeka na odpowiedź.? Ale przez cały czas człowiek rzucał wyzwanie naturze, a teraz istnieją programy przygotowujące do lotu na Marsa, rekrutowane są grupy, aby wybrać entuzjastycznych ochotników, którzy są gotowi zaryzykować siebie w celu spełnienia najcenniejszego marzenia ludzkości - podróżowania do gwiazd.

Dlaczego Mars jest tak interesujący i jak ta planeta Układu Słonecznego jest tak różna od reszty, że tysiące ludzi są gotowe spędzić kilka lat swojego życia w drodze do niego, a może całe życie, aby tam pozostać.

Mars jest najjaśniejszą planetą po Księżycu, mimo że jest siódmą co do wielkości planetą w Układzie Słonecznym. Czas potrzebny na dotarcie promieni słonecznych odbitych od powierzchni Marsa do Ziemi wynosi od 3 do 22 minut, w zależności od położenia planet.

Jego pozorna wielkość jest maksymalna podczas opozycji. Mars jest drugą najbliższą planetą Ziemi po Wenus.

Teoretycznie obliczono, że od Czerwonej Planety dzieli nas 115 dni. W praktyce lot w jedną stronę trwa 130-300 dni.

Odległość między Ziemią a Marsem

Aby jednak dowiedzieć się, ile czasu zajmuje lot na Marsa, musisz znać dokładną odległość między nim a Ziemią.

Obie planety poruszają się po swojej orbicie wokół Słońca, każda z własną prędkością orbitalną. Dlatego nie można jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, ile kilometrów od Ziemi do Marsa. W końcu ta wartość nie jest stała i zmienia się co sekundę. Średnia odległość między nimi to około 225 milionów kilometrów.

Minimalna odległość między Ziemią a Marsem staje się, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Marsem i wynosi około 56 milionów km.

W chwili, gdy Słońce znajduje się między Ziemią a Marsem, odległość między planetami osiąga maksimum, zwiększając się 7-krotnie.

Jak sprawdzić czas lotu z Ziemi na Marsa

Czynniki wpływające na długość podróży to:

• odległość między planetami
• prędkość statku kosmicznego.

Aby zmierzyć, ile czasu zajmie lot, obliczenia są znacznie bardziej skomplikowane niż liniowy pomiar odległości, ponieważ tor lotu będzie zależeć od ciał poruszających się stale po dwóch różnych orbitach. Aby to ustalić, musisz obliczyć dokładną lokalizację każdej z planet w określonym momencie, obliczenia są przeprowadzane z wyprzedzeniem.

Podczas opozycji odległość między planetami zmniejsza się co 26 miesięcy. Raz na 15-17 lat przychodzi moment, kiedy człowiek najszybciej leci na Marsa. Przez 1-2 tygodnie odległość między Marsem a Ziemią osiąga wartość minimalną. Okres ten jest zwykle wykorzystywany do lotów badawczych i wynosi od 130 do 300 dni.

Co mają wspólnego Ziemia i Mars i czym się różnią

Średnica Marsa jest 2 razy mniejsza niż średnica Ziemi, a masa jest 10 razy mniejsza. Powierzchnia Marsa jest równa powierzchni ziemi ziemskiej.

Klimaty na półkuli północnej i południowej znacznie się różnią. Temperatura na Marsie waha się od -150 do +20. Na Marsie znajduje się wygasły wulkan, okresowo obserwuje się aktywność gejzerów.

Jednym z niebezpieczeństw Marsa są potężne burze piaskowe, które mogą być również źródłem silnego promieniowania.

Chociaż na planecie nie ma wody w stanie ciekłym, odnotowano śnieg, który wyparowuje przed dotarciem na powierzchnię. Istnieją rezerwy wody w postaci lodowców.

Marsjański dzień trwa 24 godziny i 40 minut, co umożliwia hodowlę tam roślin. Cykl roku to 687 dni ziemskich lub 669 marsjańskich. Wiosna i lato na Marsie trwają ponad pół roku.

Ciśnienie atmosferyczne wynosi nieco ponad 6 mbar, czyli 160 razy mniej niż na Ziemi. Sama atmosfera jest rozrzedzona, a 95% składa się z dwutlenku węgla. Brak magnetosfery w połączeniu z promieniowaniem kosmicznym skutkuje silnym promieniowaniem na powierzchni Marsa, 100 razy silniejszym niż na Ziemi.

> > > Ile latać na Marsa

Dowiadywać się, jak długo trwa lot na Marsa: opis rotacji na orbicie, odległość od Ziemi, historia startów statków kosmicznych, badania, nowe metody ze zdjęciami.

Czerwoną planetę można łatwo znaleźć bez użycia instrumentów. W okularze teleskopu przypomina czerwoną gwiazdę. Z dwuletnią przerwą Mars i Ziemia są jak najbliżej. W tej chwili odległość od Ziemi do Marsa wynosi 55 000 000 km. Właśnie w tym momencie naukowcy wysyłają statek kosmiczny na Marsa. Ale pojawia się pytanie: jak długo trzeba lecieć na Marsa?

Biorąc pod uwagę wyrównanie, prędkość startu i trasę, lot na Marsa trwa od 150 do 300 dni. Wpływa również na ilość zużytego paliwa: im więcej, tym wyższa prędkość.

Ile misji poleciało na Marsa

Mariner 4 po raz pierwszy wylądował na Marsie w 1964 roku. Lot na Marsa zabrał mu 228 dni. Potem wyruszył Mariner 6, ale spędził już 156 dni, a wyprawa Marinera 7 zajęła w sumie 131 dni.

Następny statek kosmiczny dotarł do Marsa przez 167 dni i stał się pierwszym orbiterem na Czerwonej Planecie.

Lista innych statków kosmicznych, które dotarły do ​​Marsa. Podaje również liczbę dni, jakie zajęło im dotarcie na Marsa:

• Viking 1 (1976) - 335 dni.
• Viking 2 (1976) - 360 dni.
• MRO (2006) - 210 dni.
• Feniks (2008) - 295 dni.
• Ciekawość (2012) - 253 dni.

Dlaczego lot na Marsa trwa tak długo?

Jaki jest minimalny czas na polecieć na mars? Przy takiej odległości i prędkości ruchu 20 000 km/h obliczenia pokazują czas trwania 115 dni. Ale faktem jest, że w praktyce liczba ta wzrasta, ponieważ planety wykonują obroty wokół Słońca. Nie można wysłać statku kosmicznego do miejsca, w którym obecnie znajduje się Mars, ponieważ w momencie przybycia planeta zmieni już swoją pozycję. Dlatego musisz skupić się na przyszłej lokalizacji.

Ważnym punktem jest zaopatrzenie w paliwo. Gdyby był nieskończony, czas lotu mógłby zostać znacznie skrócony. Ale nie mamy takich zasobów.

Minimalne zużycie paliwa na lot na Marsa

Aby zaoszczędzić na misjach, niektóre pojazdy starają się zużywać minimalną ilość paliwa. W tym celu wykorzystaj orbitę zaproponowaną przez Waltera Hohmanna w 1925 roku.

Zamiast kierować się na planetę, sprawiasz, że orbita statku przewyższa orbitę Ziemi wokół gwiazdy. W efekcie dotrzemy do punktu, w którym powstanie Mars.

Alternatywne sposoby lotu na Marsa

Teraz musimy poczekać z wysłaniem statków. Ale kiedy na Marsie pojawi się człowiek, wszelkie opóźnienia doprowadzą do katastrofy. Kosmos to niebezpieczne miejsce. Szczególne kłopoty powoduje promieniowanie kosmiczne w tle, które może powodować wielogodzinne burze słoneczne na dużą skalę. Dlatego ważne jest, aby skrócić czas podróży.

Starty jądrowe

Pociski jądrowe działają na zasadzie podgrzewania płynu roboczego w reaktorze jądrowym. Następnie wybucha w dyszy z dużą prędkością, tworząc ciąg. Takie paliwo gromadzi ogromne zapasy energii, dzięki czemu można rozwinąć dużą prędkość i skrócić podróż do 7 miesięcy.

Rakiety magneto-plazmowe

Jest to zmienna specyficzna technologia impulsowa. Oto silnik elektromagnetyczny, który wykorzystuje fale radiowe do jonizacji i podgrzewania paliwa. W tym przypadku powstaje plazma, która jest wypychana z dużym przyspieszeniem. Spowodowałoby to lot 5 miesięcy.

antymateria

Obecnie trwają prace nad koncepcją rakiet na antymaterię. To najgęstsze paliwo. Kiedy cząsteczki materii spotykają się z materią, przekształcają się w czystą energię. Na 10 miligramach takiego paliwa można dostać się na Czerwoną Planetę w 45 dni. To prawda, że ​​stworzenie zajmie 250 milionów dolarów.

Przyszłe misje

Nie wiemy jeszcze, na czym naukowcy skupią się na startach w latach 30. XX wieku. Być może skupią się nie na szybkości, ale na bezpieczeństwie. Ale odkrycia kosmosu zdarzają się nagle, więc mamy szansę znaleźć alternatywy.

Pierwszym, który nie zastanawiał się nad tym, ile czasu zajmie człowiekowi lot na Marsa, ale przeprowadził analizę techniczną tej możliwości już w 1948 roku, był naukowiec, jeden z twórców nowoczesnej nauki o rakietach. Za nim pomysł takiego lotu rozważały zarówno pierwsze potęgi kosmiczne, jak i firmy prywatne.

Ile kilometrów dolecieć z Ziemi na Marsa

Mars jest czwartą planetą od Słońca i najbliższą Ziemi, po Wenus. Misja na Wenus jest trudna ze względu na warunki klimatyczne:

• ogromne ciśnienie atmosferyczne;
• kwaśny deszcz;
• ciepło.

Nie mamy tam szans!

Warunki klimatyczne Marsa są najbardziej odpowiednie do zwiedzania. Odległość między planetami jest mikroskopijna jak na kosmiczne standardy. Ale człowiek będzie musiał dużo latać na Marsa, dziesiątki, a nawet setki milionów kilometrów.

Ile kilometrów do pokonania z Ziemi zależy w dużej mierze od konkretnej trajektorii – trasy ścieżki. Zwykle przybiera formę „dużego łuku”, który elegancko łączy czas startu na Ziemi z miejscem docelowym. Te łuki są wielokrotnie dłuższe niż prostoliniowa odległość między dwoma ciałami niebieskimi w danym momencie.

Zadajmy sobie pytanie: - Ile czasu zajmuje lot na Marsa?

Załóżmy, że do naszych obliczeń posługujemy się prostą trasą w linii prostej, gdzie odległość jest minimalna.

Opierając się na fakcie, że planety w Układzie Słonecznym krążą wokół Słońca, każda po własnej eliptycznej orbicie, z własną unikalną prędkością, a odległość między dwoma obiektami planetarnymi będzie się stale zmieniać. Naukowcom udało się ustalić odległość, ile kilometrów przelecieć po trajektorii liniowej z Ziemi na Marsa:

• Maksymalny dystans wyniesie 401.330 tys. km.
• Średnia długość ścieżki to 227 943 000 km.
• Minimum jakie będziemy musieli pokonać to zaledwie 54 556 000 km.

Planety osiągają tę minimalną odległość od siebie mniej więcej co dwa lata. A to idealny czas na rozpoczęcie misji.

Gdzie powinien być Mars podczas startu?

Lot do celu w linii prostej nie zadziała. Wcześniej mówiono, że planety nieustannie się poruszają. W takim przypadku statek kosmiczny po prostu nie napotka po drodze czerwonej planety i teoretycznie trzeba będzie go dogonić. W praktyce jest to niemożliwe, nie mamy jeszcze takich technologii do poszukiwania obiektu planetarnego.

Dlatego do lotu trzeba wybrać start, gdy przybycie na orbitę zbiega się z przybyciem samego Marsa w to samo miejsce, albo przylecieć wcześniej i pozwolić mu nas dogonić.

W praktyce oznacza to, że możesz rozpocząć podróż tylko wtedy, gdy planety znajdują się we właściwej pozycji. To okno uruchamiania otwiera się co 26 miesięcy. W tej chwili statek kosmiczny może korzystać z najbardziej wydajnego energetycznie toru lotu, znanego jako trajektoria Gohmanna, ale o tym porozmawiamy później.

Mechanika orbitalna czyli ile kilometrów trzeba pokonać

Ponieważ eliptyczne orbity Ziemi i Marsa znajdują się w różnych odległościach od Słońca, a planety poruszają się wzdłuż nich z różnymi prędkościami, odległość między nimi znacznie się różni. Jak wspomniano wcześniej, mniej więcej co dwa lata i dwa miesiące planety osiągają swój najbliższy punkt. Ten punkt nazywa się „ ”, kiedy Mars może znajdować się w minimalnej odległości od Ziemi, od 55,68 do 101,39 miliona kilometrów, w zależności od roku.

Trzynaście miesięcy po konfrontacji dochodzi do koniunkcji. Co oznacza, że ​​czerwona i niebieska planeta znajdują się po przeciwnych stronach Słońca i jak najdalej od siebie. Oczywiście, jeśli chcemy szybciej dotrzeć do celu, najlepiej zaplanować wyjazd w miejscu konfrontacji. Ale nie wszystko jest takie proste!

Szybka podróż byłaby możliwa, gdyby statek międzyplanetarny podążał prostą ścieżką. Niestety podróż kosmiczna jest znacznie bardziej skomplikowana niż linia prosta. Mechanika orbitalna każdej z planet jest wyjątkowa. Wszystkie ciała planetarne w Układzie Słonecznym są w ciągłym ruchu, co sprawia, że ​​podróżowanie jest naprawdę trudne.

Więc ile kilometrów potrzebujesz, aby podróżować na Marsa z Ziemi? Spróbujmy to rozgryźć. Jeśli nadal uważasz, że najlepszym sposobem na dotarcie do celu jest poczekanie, aż dwie planety zbliżą się do siebie, skieruj pocisk na cel i przeleć nad nim. Wiesz, to nie zadziała z kilku powodów:

• Po pierwsze, ziemska grawitacja zmieni trajektorię każdego wystrzelonego pojazdu. Aby wyeliminować ten czynnik, załóżmy, że rakieta znajduje się na odległej orbicie wokół Ziemi, gdzie grawitacja jest słaba, a ruch orbitalny powolny, co pozwala nam zignorować oba fakty. Nawet wtedy ta rakieta wciąż krąży wokół Słońca wraz z Ziemią i porusza się z prędkością około 30 km/s. Jeśli więc rakieta nadal będzie lecieć w kierunku zamierzonego celu, utrzyma prędkość Ziemi i zacznie obracać się wokół Słońca, jednocześnie przemieszczając się do punktu kontroli lotu.
• Po drugie, jeśli wystartujemy, gdy Mars jest najbliżej Ziemi, podczas gdy statek kosmiczny zbliża się do celu, planeta opuści swoją orbitalną trajektorię na długo przed tym, jak statek pokona odległość.
• Po trzecie, cały system był zdominowany przez grawitację słoneczną. Wszystkie obiekty poruszają się po orbitach lub trajektoriach, które zgodnie z prawami Keplera są częściami odcinków stożkowych, w tym przypadku elips. Na ogół są zakrzywione.

Dążenie do upragnionego celu podczas konfrontacji, tak naprawdę najbliższy dystans będzie znacznie bardziej znaczący. Aby go pokonać, musisz zużyć dużą ilość paliwa. Niestety technicznie nie jesteśmy w stanie zwiększyć objętości zbiorników. Dlatego, aby polecieć na Marsa, astrofizycy przyspieszają statek, a następnie leci on bezwładnie, nie mogąc oprzeć się grawitacji ciał niebieskich, co znacznie zwiększa odległość, gdy urządzenie leci po dużym łuku. Taka trasa reprezentuje pół segmentu heliocentrycznej orbity wokół Słońca między Marsem a Ziemią.

Przypomnijmy: heliocentryczna orbita to eliptyczna trajektoria ciała niebieskiego wokół Słońca.

Obliczmy, że długość połowy orbity Ziemi wynosi 3,14 AU. Mars ma 4,77 AU Potrzebujemy średniej orbity między planetami, połowa jej długości to 3,95 AU. pomnóż przez odległość 1 AU i okrągłe.

Przypomnijmy: jedna jednostka astronomiczna (1 AU) to 149597868 km.

Okazuje się, że przybliżony dystans, który trzeba będzie pokonać, wyniesie około 600 milionów kilometrów. W celu dokładniejszego obliczenia liczby kilometrów do przebycia stosowane są bardziej złożone algorytmy.

Ile czasu zajmuje lot na Marsa

Na pytanie, ile czasu zajmuje lot na Marsa, nie można jednoznacznie odpowiedzieć.
Czas lotu zależy od wielu czynników:

1. prędkość urządzenia;
2. trasa ścieżki;
3. względne pozycje planet;
4. ilość ładunku na pokładzie (ładowność);
5. ilość paliwa.

Jeśli weźmiemy za podstawę dwa pierwsze czynniki, możemy teoretycznie obliczyć, ile czasu zajmuje lot na Marsa z Ziemi w czasie. Aby urządzenie mogło wyruszyć w kosmiczną podróż, musi wystartować z Ziemi i pokonać swoją grawitację.

Fakty naukowe: Aby dostać się na niską orbitę okołoziemską, prędkość rakiety musi wynosić co najmniej 7,9 km/s (29 tys. km/h). Aby wysłać statek w podróż międzyplanetarną, potrzebujesz nieco ponad 11,2 km / s (40 tys. km / h).

Średnio podróżni wykonują lot międzyplanetarny z prędkością około 20 km/s. Ale są też mistrzowie.

Najszybszym statkiem kosmicznym stworzonym przez człowieka jest sonda New Horizons. Ani przed, ani po New Horizons pojazdy międzyplanetarne nie odleciały z Ziemi z prędkością 16,26 km/s. Ale jeśli mówimy o prędkości po heliocentrycznej orbicie, to do 16,26 km/s musimy dodać prędkość Ziemi – to jest 30 km/s, a w stosunku do Słońca otrzymujemy około 46 km/s. To imponujące – 58536 km/h.

Biorąc pod uwagę te dane, czas lotu na Marsa najkrótszą, bezpośrednią trajektorią zajmie 941 godzin lub 39 dni ziemskich. Osoba będzie musiała lecieć trasą odpowiadającą średniej odległości między naszymi planetami przez 3879 godzin, czyli 162 dni. Czas lotu na maksymalnym dystansie wyniesie 289 dni.

Pomyślmy i wyobraźmy sobie, że polecieliśmy na Marsa samolotem w linii prostej. Jeśli lecisz samolotem 54,556 mln kilometrów, a średnia prędkość nowoczesnych samolotów pasażerskich wynosi około 1 tys. km / h, zajmie to 545560 godzin, czyli 22731 dni i 16 godzin. I wygląda imponująco przez prawie 63 lata. A jeśli lecimy po elipsie, liczba ta wzrośnie 8-10 razy, czyli średnio 560 lat.

Ile ziemskich lat dni godzin zajmuje człowiek na Marsa

Jak długo zajmuje człowiekowi dotarcie do Marsa z Ziemi? Jeśli marzysz o zostaniu astronautą podczas pierwszego lotu załogowego, przygotuj się na długą podróż. Naukowcy szacują, że podróż w obie strony zajmie około 450 ziemskich dni, średnio 10 800 godzin lub 1,2 roku.

Prognozy: ile latać w czasie

Najważniejsza zmienna określająca, ile czasu zajmie człowiekowi dotarcie na Marsa, jest oczywista — jak szybko lecisz? Szybkość jest czynnikiem decydującym. Im szybciej możemy przyspieszyć statek, tym szybciej dotrzemy do celu. Czas lotu najszybszej rakiety na trasie o najkrótszej odległości liniowej między planetami wyniesie nie więcej niż 42 dni ziemskie.

Naukowcy uruchomili całą masę modułów międzyplanetarnych, więc mamy z grubsza wyobrażenie, jak długo to zajmie przy obecnej technologii.

Tak więc sondy kosmiczne docierają na Marsa średnio od 128 do 333 dni.

Jeśli spróbujemy wysłać człowieka dzisiaj, to realistycznie najlepsze, co możemy zrobić – zwłaszcza, że ​​wyślemy duży załogowy statek kosmiczny, a nie tylko sondę wielkości SUV-a. Zbuduj międzyplanetarny statek na orbicie okołoziemskiej, zatankuj go i wyślij w powietrze.

Potentat technologiczny, który kieruje SpaceX, mówi, że jego Międzyplanetarny System Transportu może obsłużyć podróż w zaledwie 80 dni, a ostatecznie będzie w stanie podróżować w ciągu zaledwie 30 dni.

Kraje na całym świecie prowadzą badania nad tym, jak długo potrwa lot człowieka na Marsa. Badanie z lat 90. miało teoretycznie wysłać osobę na lata 2000. Minimalna podróż miałaby trwać 134 dni w jedną stronę, maksymalnie 350. Założono, że lot odbędzie się z załogą od 2 do 12 osób.

Według wyliczeń naukowców firmy czas podróży zajmie około 210 dni lub 7-8 miesięcy.

Według NASA podróż międzyplanetarna z ludźmi zajmie około sześciu miesięcy, zanim dotrzesz na Marsa, a kolejne sześć miesięcy, aby wrócić. Ponadto astronauci będą musieli spędzić od 18 do 20 miesięcy na powierzchni, zanim planety ponownie ustawią się w jednej linii w drodze powrotnej.

Teraz o tym, jak faktycznie dostać się na naszą sąsiednią planetę i jak długo to zajmie.

Czas lotu na Marsa jest uważany za dość prosty: w pobliżu Ziemi dajemy impuls do przyspieszenia i przejścia do elipsy, która dotyka obu orbit. Po dotarciu do Marsa ponownie dajemy impuls do przyspieszenia i wejścia na jego orbitę. Czas lotu można obliczyć za pomocą trzeciego prawa Keplera.

Dlaczego latanie trwa tak długo?

Dlaczego nie możemy teraz dotrzeć tam szybciej:

• Pierwszym powodem są ogromne odległości. Minimalna odległość liczona jest nawet nie w milionach, ale w dziesiątkach milionów kilometrów. Przypomnę, że maksymalna odległość do planety to 401330000 km.
• Drugi powód jest technologiczny. Najpopularniejszym typem silnika wykorzystywanego w lotach kosmicznych jest chemiczny silnik rakietowy. Jest w stanie rozpędzić statek kosmiczny do bardzo dużych prędkości. Ale takie silniki pracują nie dłużej niż kilka minut, powodem tego jest zbyt duże zużycie paliwa. Rakieta prawie całą swoją rezerwę poświęca na oderwanie się od powierzchni i pokonanie siły grawitacji planety. Ze względów technicznych nie ma dziś możliwości zabrania do lotu dodatkowego zapasu paliwa.

Jak dostać się na Marsa z najmniejszą ilością paliwa?

Ile paliwa potrzeba do lotu na Marsa? Najważniejszym aspektem lotów międzyplanetarnych jest zapas paliwa na rakiecie. Używając chemicznych silników rakietowych, a nie ma dla nich jeszcze realnej alternatywy, potrzeba dużo paliwa.

• Po pierwsze wynika to z konieczności pokonania siły grawitacji Ziemi. A im większa masa statku, tym więcej energii potrzeba do startu, a tym samym paliwa.
• Po drugie, nawet jeśli wybierzesz najbardziej ekonomiczną trasę lotu, rakieta musi zyskać co najmniej 11,59 km/s. Jeśli chodzi o zwykłe jednostki miary, jest to 41 724 km/h.

Oprócz zwiększania prędkości, zbliżając się do Marsa, statek kosmiczny musi ją zresetować, a można to osiągnąć tylko wtedy, gdy silniki zostaną uruchomione, a paliwo zostanie odpowiednio zużyte. Nie wolno nam zapominać o pracy systemów podtrzymywania życia, bo lot ma odbywać się z udziałem ludzi.

Możesz polecieć na Marsa w krótszym czasie, ale będziesz też potrzebował więcej paliwa. Wynika to z konieczności zwiększenia szybkości lotu. W takim przypadku wzrośnie również zużycie paliwa na hamowanie.

Główne zadanie inżynierów – jak dostać się na Marsa z najmniejszą ilością paliwa – rozwiązał już w 1925 roku Walter Hohmann. Istota jego metody - zamiast wysyłać rakietę bezpośrednio na planetę, trzeba zwiększyć jej orbitę, dzięki czemu będzie ona podążać większą orbitą wokół Słońca niż Ziemia. W końcu rakieta przetnie orbitę Marsa - w tym samym momencie, kiedy on też tam będzie.

Inżynierowie nazywają tę metodę poruszania się po orbicie z minimalnym transferem energii - używając jej do wysyłania statków kosmicznych z Ziemi na Marsa z najmniejszą ilością paliwa.

Jak latać szybciej - możliwe trasy

Do celu możesz dotrzeć na kilka sposobów. Jest ich trzy, wszystkie różnią się jedynie dwoma parametrami – prędkością poruszania się w przestrzeni kosmicznej i czasem lotu.

Trajektoria eliptyczna

Najbardziej ekonomiczną, ale i najdłuższą opcją jest eliptyczny tor lotu. A także nazywa się „Gomanovskaya”, na cześć niemieckiego naukowca Waltera Homanna. W tym przypadku statek kosmiczny przeleci stycznie na orbitę Marsa, poruszając się po elipsie. Do lotu po takiej trasie konieczne będzie przyspieszenie rakiety do 11,59 km/s. Czas przejazdu wyniesie 259 dni, ponieważ konieczne jest pokonanie większej odległości niż przy poruszaniu się po pozostałych dwóch trajektoriach. Aby przełączyć się na najprostszą trajektorię „Homana”, konieczne będzie zwiększenie prędkości ruchu satelity bliskiego Ziemi o 2,9 km na sekundę.

Podczas eksploracji kosmosu naukowcy wysłali kilka satelitów, aby zbadać dokładnie trajektorię Hohmanna. Były to zarówno urządzenia radzieckie, jak i amerykańskie.

Trajektoria paraboliczna

Druga opcja to paraboliczny tor lotu. Aby do niego dotrzeć, będziesz musiał rozpędzić statek do 16,6 km/s. Czas podróży wyniesie tylko 70 dni. W tym przypadku znacznie wzrasta zużycie paliwa na przyspieszenie rakiety, a także na hamowanie przed lądowaniem. Naukowcy szacują wzrost kosztów energii podczas lotu po trasie parabolicznej o 4,3 razy w porównaniu z trasą eliptyczną.

Trajektoria paraboliczna oznacza ruch aparatu wzdłuż linii w formie paraboli.

Mimo rosnących kosztów paliwa lot paraboliczny jest bardzo atrakcyjny dla naukowców. Przede wszystkim poprzez zmniejszenie kosztów ochrony załogi przed promieniowaniem, a także zapasów prowiantu, tlenu i innych środków podtrzymujących życie.

Trajektoria hiperboliczna

Ostatnia możliwa trajektoria jest hiperboliczna. Aby lecieć po takiej trajektorii, aparat musi być rozpędzony do prędkości przekraczających trzecią przestrzeń (16,7 km/s). Poruszając się po trajektorii hiperbolicznej, rakieta powinna niejako przelecieć obok Marsa, zmieniając kierunek ruchu, uderzając w jego pole grawitacyjne. Linia lotu w tym przypadku jest podobna do hiperboli. Lądowanie staje się możliwe, jeśli silniki do hamowania w pobliżu planety zostaną uruchomione na czas.

Pomysły na skrócenie czasu lotu

W zależności od początkowej prędkości lotu z Ziemi (od 11,6 km na sekundę do 12 km na sekundę) czas lotu na Marsa waha się od 260 do 150 dni. Aby skrócić czas lotu międzyplanetarnego, konieczne jest zwiększenie prędkości, co wpłynie na zmniejszenie długości łuku elipsy trasy. Ale jednocześnie spotkanie z Marsem wzrasta: z 5,7 do 8,7 km na sekundę, co komplikuje lot koniecznością bezpiecznego zejścia na orbitę Marsa lub lądowania na powierzchni. W tym przypadku, jeśli chcemy dostać się tam szybciej, potrzebujemy nowych silników do przyspieszenia statku i czasu na zwolnienie.

Aby przyspieszyć czas lotu, musisz użyć innych typów silników rakietowych, na przykład elektrycznych silników odrzutowych, a nawet atomowych.

Zaletą silników elektrycznych jest możliwość wieloletniej eksploatacji, nawet do kilku lat. Ale takie urządzenia rozwijają bardzo słabą przyczepność. Nawet wydostanie się z Ziemi na takiej rakiecie jest nadal niemożliwe. W kosmosie silniki elektryczne mogą osiągać bardzo duże prędkości. Wyższe niż istniejące silniki chemiczne. To prawda, że ​​zajmie mu to nawet kilka miesięcy. W przypadku lotów międzygwiezdnych taki rozwój jest nadal odpowiedni, ale latanie na Marsa z takim silnikiem jest niepraktyczne.

Jeśli nie są dla nas silniki jonowe, to jakie technologie przyszłości mogą skrócić czas podróży do kilku dni?

Istnieją następujące pomysły na przyspieszenie lotu na Marsa:

1. Wykorzystanie pocisków jądrowych, których podstawą jest podgrzewanie skroplonego paliwa, a następnie wyrzucanie go z dyszy z bardzo dużą prędkością. Zakłada się, że rakieta jądrowa może skrócić czas lotu na Marsa do około 7 miesięcy. Niektórzy naukowcy uważają, że nowoczesne silniki napędzane energią jądrową mogą skrócić podróż do 39 dni. Czy możesz sobie wyobrazić, jak szybko poleci ten statek kosmiczny? Jądrowe silniki rakietowe nie wyszły jeszcze poza prototypy naziemne, ale naukowcy nieustannie pracują nad wdrożeniem takiego projektu.
2. Wykorzystanie magnetyzmu. Technologia magnetyzmu opiera się na wykorzystaniu specjalnego urządzenia elektromagnetycznego, które jonizuje i podgrzewa paliwo rakietowe, zamieniając je w zjonizowany gaz lub plazmę, które przyspieszą statek kosmiczny. Dzięki tej metodzie lot można skrócić do 5 miesięcy.
3. Użycie antymaterii. To najdziwniejszy pomysł, choć może i najbardziej udany. Cząsteczki antymaterii można uzyskać tylko w akceleratorze cząstek. Podczas zderzenia cząstek i antycząstek uwalniana jest ogromna ilość energii. Można to wykorzystać do wielu przydatnych rzeczy. Według wstępnych obliczeń, aby statek dotarł do celu, potrzeba zaledwie 10 miligramów antymaterii. Jednak na wyprodukowanie 10 mg antymaterii trzeba by wydać co najmniej 250 milionów dolarów. Lot na Marsa z użyciem antymaterii zajmie tylko 45 dni!

Ile będzie kosztować podróż?

Oprócz tego, że lot jest bardzo długi, jest to również kosztowne wydarzenie, pojawiają się pytania o to, ile kosztuje lot na Marsa.

Jednego oszacowania kosztów związanych z wysyłaniem ludzi dokonano za administracji George'a W. Busha. Zakres wahał się od 80 miliardów do 100 miliardów dolarów. Nowsze badania zawęziły to do 20-40 miliardów dolarów.

Według miliardera Elona Muska lot będzie kosztował w końcu mniej niż 500 000 dolarów, to niewiele. Mówi, że z czasem cena może spaść do 100 000 USD. I nie martw się o podróż powrotną, ponieważ według Elona będzie ona bezpłatna.

Po co lecieć na Marsa

Powodów, dla których warto zorganizować taką misję, jest wiele.

Pierwszy to badania. Mars jest pod wieloma względami podobny do Ziemi, a według naukowców planety miały kiedyś tę samą atmosferę i prawdopodobnie życie. Badania na dużą skalę powinny odpowiedzieć na pytanie, czy życie jest obecne teraz, czy planety są rzeczywiście tak podobne i dlaczego stał się światem pustynnym. Fotografie ukazują na powierzchni wiele interesujących i niewytłumaczalnych zjawisk, które ludzkość również chętnie bada.

Drugim powodem jest kolonizacja. Istnieją teorie, według których można sztucznie odtworzyć atmosferę. Dlatego rozwijaj ekosystem. Oznacza to, że w przyszłości będą mogły tam rosnąć rośliny lądowe, zwierzęta i oczywiście ludzie.

Trzecim powodem jest ludzka ciekawość. Jest to moc, która umożliwiła przejście od starożytnych ludzi z prymitywnymi narzędziami do cywilizacji zdolnej do wysyłania satelitów badawczych do odległych zakątków wszechświata. Jednym z przykładów takiej misji było lądowanie automatycznego urządzenia na powierzchni komety!

Ile nierozwiązanych problemów z lotem istnieje

Oprócz długiej podróży misja załogowa wiąże się z wieloma innymi wyzwaniami:

Naukowcy obawiają się, że podczas długiej podróży astronauci będą narażeni na promieniowanie kosmiczne i inne promieniowanie. Są również zaniepokojeni fizycznymi skutkami, których doświadczają astronauci, gdy przez długi czas przebywają w środowisku o niskiej grawitacji i słabym oświetleniu.

Być może najtrudniejszym do przewidzenia czynnikiem jest psychologiczny efekt, jakiego mogą doświadczyć astronauci w wyniku izolacji. Nikt nie jest do końca pewien, ile stresu psychicznego spowoduje brak kontaktu z przyjaciółmi i rodziną, który pozostawi po sobie astronauci.

Inne przeszkody w takiej misji załogowej to paliwo, tlen, woda i żywność dla astronautów.

Wniosek

Lot na Marsa to bardzo skomplikowany technicznie i kosztowny pomysł. Ci, którzy jako pierwsi postawią stopę na powierzchni Czerwonej Planety, przyspieszą do niewiarygodnych prędkości i pokonają miliony kilometrów. Aby bezpiecznie dotarły do ​​celu, naukowcy muszą wymyślić środki ochrony przed promieniowaniem kosmicznym, a także pracować nad tworzeniem i ulepszaniem systemów podtrzymywania życia. Konieczne jest dokładne obliczenie masy statku i ładowności oraz wybór optymalnej trasy lotu.