Câți ani să zbori pe Marte. Cât timp pentru a zbura pe Marte, este posibil un astfel de zbor

Marte a atras întotdeauna atenția oamenilor de știință, a scriitorilor de science fiction și a oamenilor obișnuiți. Apropierea de Pământ a acestei planete îi permite să fie considerată cea mai apropiată țintă în viitoarele călătorii interplanetare.

Câte ore, zile, luni zboară o persoană pe Marte?

Să ne imaginăm că vom pleca într-un zbor spre Marte, cronometrand plecarea astfel încât să avem nevoie să depășim distanța minimă. În acest caz, un vehicul care zboară cu aceeași viteză cu Saturn-V își va ajunge la destinație în aproximativ 870 de ore sau 36 de zile pământești.

Și acum imaginați-vă că nu ne-a plăcut pe Marte și vrem să mergem acasă, atunci este mai bine să ne întoarcem cât mai curând posibil. Cu fiecare lună, perioada pentru călătoria de întoarcere va crește. În 2027, pe drumul înapoi pe Pământ, vom avea deja nevoie 258 de zile (8,6 luni). Deși există o opțiune de a aștepta până în 2035 și de a zbura din nou pe ruta scurtă 36 zile.

Cât de mult să zbori cu viteza luminii?

Lumina de pe Marte ajunge pe Pământ în interior 3 minute când planetele sunt cel mai aproape una de cealaltă. Cam atât i-ar lua unui om să ajungă la această planetă într-o navă spațială care se mișcă cu viteza luminii.

De ce se continuă să se schimbe timpul necesar pentru a zbura pe Marte?

Prima navă spațială care a zburat pe Marte a fost Mariner 4 în 1964. A făcut-o în 228 de zile. După aceea, mai multe nave au fost lansate și de fiecare dată timpul de zbor a diferit unul de celălalt în sus sau în jos. Dacă luăm în considerare faptul că viteza unei nave spațiale moderne este de 20.000 km/h, atunci putem calcula că zborul pe ea va dura 115 zile. Dar atunci nu este clar de ce în practică toate navele trimise acolo devin mult mai lungi.

Mai recent, zborul unei sonde de cercetare a durat mai mult de 8 luni. Odată cu dezvoltarea actuală a tehnologiei, o călătorie pe Marte poate lua de la 150 până la 300 de zile.

Această variație se datorează influenței unui număr de factori asupra duratei de călătorie a rutei:

• viteza de pornire;
• pozițiile planetelor unul față de celălalt;
• calea de zbor planificată;
• cantitatea de combustibil.

Totul explică mișcarea planetelor pe orbita lor în jurul Soarelui. Prin urmare, este imposibil să faci o lansare directă a rachetei. La urma urmei, până va ajunge pe Marte, va avea deja timp să se deplaseze departe pe orbita sa. Prin urmare, pentru a calcula cu exactitate cât timp durează zborul, este necesar să se calculeze înainte de program. Adică, teoretic, este necesar să se calculeze locul în care Marte se va mișca în timpul zborului rachetei și acolo ar trebui trimisă.

A doua problemă foarte importantă este cantitatea de combustibil consumată. Astăzi, el este o prioritate pentru inginerii spațiali. Navele de astăzi sunt lansate pe o traiectorie care maximizează economia de combustibil.

Câți kilometri până la Marte?

Marte este a patra planetă de la Soare și a doua relativ la orbita Pământului. Deoarece Soarele deține toate planetele pe orbite diferite, distanța până la Marte față de Pământ se schimbă constant. Când fotografia a fost făcută pentru prima dată cu telescopul Hubble, această distanță era de 55 de milioane de km. La această distanță, planetele sunt o dată pe an, în acest moment sunt trimise stații de recunoaștere acolo. Oamenii de știință au calculat că dacă Marte se află într-un anumit punct al orbitei, numit Periheliu, iar Pământul la Afeliu, distanța dintre ele va fi de 54,6 milioane km. Cu toate acestea, omenirea nu a observat încă o astfel de aranjare a planetelor.

Cât timp îi ia unui om să zboare pe Marte?

Mulți specialiști din diferite țări lucrează astăzi la această sarcină. Pentru a o rezolva, va fi necesar un tip complet nou de combustibil. Și în plus, trebuie făcut ceva cu susceptibilitatea umană la diferite tipuri de radiații cosmice. Se acumulează în aproape toate părțile corpului său și nu este excretat mai târziu până la sfârșitul vieții. Dacă corpul astronautului nu este protejat de radiații, atunci el nu va putea supraviețui în spațiu nici măcar două ore.

Prin urmare, este atât de important să rezolvăm problema cât să zburați pe o rachetă. Pe măsură ce timpul scade, riscul expunerii cosmice va fi minimizat și va fi nevoie de mai puține provizii pentru ca astronauții să trăiască.

Pentru a se întoarce acasă de pe Marte, astronauții vor trebui să aștepte următoarea confruntare. Și asta necesită destul de mult timp. Potrivit ultimelor estimări, poate ajunge până la 16 luni. În același timp, trebuie luat în considerare faptul că, după confruntare, Pământul va alerga rapid înainte, deoarece are o viteză orbitală mai mare. Prin urmare, după trei luni, planetele sunt atât de departe una de cealaltă încât astronauții nu se vor putea întoarce pe pământ.

Oamenii de știință au calculat că, pentru a face posibilă zborul de pe Pământ pe Marte, navele spațiale trebuie să dezvolte o viteză de 18 km/s. Și pentru a reduce costul misiunii, trimiteți nave spațiale interplanetare de pe Lună. Prin urmare, pentru un timp de zbor reușit, este important să se calculeze timpul distanței optime de la Lună la Marte.

Între timp, odată cu nivelul actual de dezvoltare a științei spațiale, o astfel de expediție pe Marte poate dura aproximativ doi ani. Și astfel zborurile către această planetă misterioasă rămân o chestiune de viitor. Rămâne să credem și să așteptăm să apară noi tehnologii la dispoziția omului, care să facă posibilă construirea de nave marțiane super-rapide folosind combustibil super-economic.

Fiecare om din când în când își întoarce privirea către cerul înstelat. Unii oameni se pot găsi o stea minusculă roșiatică - Marte. Această planetă uimitoare a fost mult timp foarte atractivă pentru cele mai bune minți ale omenirii. Atât de aproape și atât de departe. Marte este vecin cu Pământul, doar Venus este mai aproape, condițiile în care descurajează orice dorință de a-l vizita în viitorul apropiat.

In contact cu

Marte este diferit. Desigur, știm cu toții că pe această planetă nu te vei putea relaxa confortabil în vacanță, dar poți supraviețui acolo folosind tehnologiile deja disponibile oamenilor. Dar este chiar atât de ușor să o faci? Ce obstacole trebuie depășite pentru ca omenirea să realizeze acest vis ambițios? Să zbori sau să nu zbori?

Cât durează să zbori pe Marte în timp

Un factor important în pregătirea unui zbor spre Marte este calculul timpului necesar pentru a acoperi distanța dintre corpurile cerești. Cunoscând viteza navei și distanța de la Pământ la Marte, este ușor să calculezi timpul pentru finalizarea expediției, nu? Nu, nu așa.

Cert este că fiecare planetă se învârte pe orbită în jurul soarelui și distanța dintre ele este în continuă schimbare, cea mai apropiată apropiere a planetelor (numită opoziție în astronomie), când acestea se află la o distanță de „doar” 55 de milioane de km de fiecare. altele, se întâmplă doar o dată la doi ani. În toate celelalte momente, distanța dintre corpurile cerești este mai mare, atingând vârful la 401 milioane km (când planetele se află pe părțile opuse ale soarelui).

Din cursul fizicii se știe că este imposibil să depășiți viteza luminii (aproximativ 300 mii km/s). Deci, teoretic, omenirea va putea într-o zi să inventeze o modalitate de a se deplasa în spațiu, aproape de bariera luminoasă. Lumina (undele radio) se deplasează de pe Pământ pe Marte în puțin mai mult de 3 minute dacă planetele sunt în opoziție și în 22,37 minute dacă corpurile cerești sunt cât mai departe posibil.

O navă spațială care se deplasează cu o viteză apropiată de viteza luminii ar putea depăși aceste distanțe într-un timp apropiat de valorile anunțate (fără a ține cont de timpul de accelerare și decelerare cu suprasarcini care nu sunt fatale pentru om). În plus, conform teoriei relativității a lui Einstein, pentru astronauții care se mișcă la astfel de viteze, timpul încetinește. Deci, pentru călători, o astfel de misiune ar fi o plimbare..

Dar încă nu se știe teoretic dacă este posibil în principiu să se creeze astfel de vehicule de mare viteză, așa că vom lua în considerare situația pe baza a ceea ce umanitatea are acum și este capabilă să creeze în viitorul apropiat.

Este logic să alegeți pentru călătoria în spațiu momentul în care planetele sunt cât mai aproape una de cealaltă. Dar nici aici nu totul este simplu. Dacă nava noastră se grăbește până la punctul în care Marte se află în momentul lansării, atunci va rata, deoarece planeta va avea timp să se deplaseze o distanță considerabilă în timpul expediției. Aceasta înseamnă că este necesar să se calculeze în avans traiectoria pentru a întâlni planeta în punctul calculat. De asemenea, trebuie luate în considerare forțele atractive., capabilă să schimbe traiectoriile corpurilor spațiale.

Toate aceste calcule au fost făcute de mult, iar sondele și stațiile spațiale au fost trimise cu succes pe Marte. Următoarele sunt câteva dintre misiunile de succes pe Marte de către nave spațiale:

• Mariner 4. Lansat în 1964, timp de călătorie 228 de zile.
• Mariner 6. 1967 - 156 zile.
• Mariner 7. 1969 - 131 zile.
• Mariner 9. 1971 - 156 zile.
• Viking 1. 1976 - 335 zile.
• Viking 2. 1976 - 365 de zile.

De ce timpul de zbor este atât de diferit, dacă viteza medie a navei spațiale a fost aproximativ aceeași - puțin mai mult de 20 de mii de km / h, este posibil să zburați mai repede către planeta „roșie”? Totul este despre schimbarea distanței dintre corpurile cerești și necesitatea de a construi o cale de zbor, ținând cont de mișcarea planetelor pe orbitele lor. Și este, de asemenea, important nu numai distanța dintre Marte și Pământ, dar și aprovizionarea cu combustibil necesar manevrelor și aterizării blânde pe suprafața planetei, deoarece este imposibil să se ducă o cantitate arbitrar de mare de combustibil într-un volum limitat al unei nave.

În prezent, au fost create și nave mai rapide, de exemplu, New Horizons, care este capabilă să se deplaseze cu o viteză de 58 mii km/h și teoretic poate ajunge pe Marte în 39 de zile în perioada distanței minime dintre planete și în 289 de zile - maxim.

Planificarea misiunilor spațiale cu participare umană este în plină desfășurare atât în ​​țara noastră, cât și în străinătate. Și această sarcină este mult mai dificilă decât trimiterea unei nave spațiale nelocuite cu un bilet dus dus. Se estimează că timpul minim pentru o expediție dus-întors este de aproximativ 500 de zile. Un interval de timp atât de mare se datorează faptului că, pentru a reveni pe Pământ, va trebui să aștepte o a doua confruntare.

După lansarea navei spațiale planeta noastră va începe să avanseze rapid, deoarece viteza orbitală a Pământului este mult mai mare. Prin urmare, în trei luni (și durează mai mult timp pentru a zbura pe Marte), planetele se vor împrăștia atât de mult încât întoarcerea nu va mai fi posibilă până la următoarea confruntare.

Se estimează că pentru o misiune de succes într-un singur ciclu, viteza minimă a navei ar trebui să fie de 18 km / s (64800 km / h), iar acest lucru nu este încă realizabil. În locația unei persoane, părea să existe o rachetă Saturn V care aproape atinge acest indicator (capabilă să accelereze la 64.500 km/h), dar nu este clar dacă aceasta a fost o farsă sau dacă tehnologia pentru producerea sa a fost pierdută.

Totuși, progresul tehnologic nu stă pe loc, se dezvoltă noi motoare care funcționează pe alte principii fizice, iar mai devreme sau mai târziu omenirea va avea un transport spațial cu caracteristicile necesare, dar că misiunea zborului spre Marte cu participarea uman a avut succes, mai sunt multe probleme de rezolvat.

După cum puteți vedea, condițiile de pe planetă sunt dure, dar acesta este până acum singurul corp ceresc cunoscut în care o persoană poate supraviețui folosind anumite echipamente de protecție, deoarece aceasta nu este plus 460 ° C, ca pe Venus.

Ce sarcini trebuie rezolvate pentru un zbor spre Marte omul

Va face față psihicul

În 2007–2011 într-un experiment a fost făcut pentru a simula un zbor spre Marte. Un grup de oameni a trebuit să stea într-un spațiu închis timp de 520 de zile. Deși în condițiile experimentului, orice participant putea refuza studiul și putea părăsi incinta în orice moment, s-a constatat că unii voluntari au tulburări mintale. Și ce se va întâmpla în zborul real?

Oare corpul

Omenirea are experiența de a fi în gravitate zero timp de o jumătate de an, dar chiar și ținând cont de efortul fizic constant, procesul de adaptare după întoarcerea pe Pământ este foarte dificil și lung, deoarece mușchii și oasele au timp să se atrofieze fără acțiunea gravitației. . Desigur, fiecare pământean s-ar simți ca un supraom sub gravitația lui Marte (1/3 din cea a Pământului), unde o persoană care cântărește 100 kg ar cântări doar 39 kg. Dar mai avem de zburat pe Marte, după cum am aflat, va dura 6-7 luni într-un spațiu înghesuit, închis, lipsit de toate facilitățile. Și întoarcerea înapoi pe Pământ, pentru a face față tuturor „farmecelor” adaptării inverse.

Radiația

Poate cea mai mare problemă pe calea omului către alte planete. Și în timpul zborului și pe Marte însuși, lipsit de un câmp magnetic, o persoană va fi expusă la radiații cosmice. Va fi capabil să facă față învelișului de protecție? navă spațială, este posibil să te protejezi de radiații în costumele spațiale moderne?

Omul s-a format pe Pământ, nimeni nu știe ce îl așteaptă în cazul unei șederi lungi în condițiile de pe Marte, care sunt neobișnuite pentru organism. Până acum, mai multe întrebări decât răspunsuri:

Câte dintre aceste și alte întrebări mai așteaptă să primească răspuns.? Dar în orice moment, omul a provocat natura, iar acum există programe de pregătire pentru un zbor spre Marte, grupuri sunt recrutate pentru a selecta voluntari entuziaști care sunt gata să se riște de dragul îndeplinirii celui mai prețuit vis al omenirii - călătoriile. catre stele.

De ce Marte prezintă un asemenea interes și cum această planetă a sistemului solar este atât de diferită de restul, încât mii de oameni sunt gata să-și petreacă câțiva ani din viață pe drumul către ea și poate toată viața lor să rămână acolo.

Marte este cea mai strălucitoare planetă după Lună, în ciuda faptului că este a șaptea cea mai mare planetă din sistemul solar. Timpul necesar pentru ca razele solare reflectate de pe suprafața lui Marte să ajungă pe Pământ variază de la 3 la 22 de minute, în funcție de locația planetelor.

Mărimea sa aparentă este la maxim în timpul opoziției. Marte este a doua cea mai apropiată planetă de Pământ după Venus.

Se calculează teoretic că Planeta Roșie este la 115 zile distanță. În practică, un zbor dus dus durează 130-300 de zile.

Distanța dintre Pământ și Marte

Cu toate acestea, pentru a afla cât timp durează pentru a zbura pe Marte, trebuie să știi distanța exactă dintre acesta și Pământ.

Ambele planete se deplasează pe orbita lor în jurul Soarelui, fiecare având propria sa viteză orbitală. De aceea, este imposibil să răspundem fără echivoc la întrebarea câți kilometri de la Pământ la Marte. La urma urmei, această valoare nu este constantă și se schimbă în fiecare secundă. Distanța medie dintre ele este de aproximativ 225 de milioane de kilometri.

Distanța minimă dintre Pământ și Marte devine atunci când Pământul se află între Soare și Marte și este de aproximativ 56 de milioane de km.

În momentul de față Soarele este situat între Pământ și Marte, distanța dintre planete atinge un maxim, crescând de 7 ori.

Cum să aflați timpul de zbor de la Pământ la Marte

Factorii care influențează durata călătoriei sunt:

• distanța dintre planete
• viteza navei spațiale.

Pentru a măsura cât timp va dura un zbor, calculele sunt mult mai complicate decât o măsurare liniară a distanței, deoarece calea de zbor va depinde de corpurile care se mișcă constant pe două orbite diferite. Pentru a o determina, trebuie să calculați locația exactă a fiecăreia dintre planete la un anumit moment în timp, calculele sunt efectuate din timp.

Distanța dintre planete scade la fiecare 26 de luni în timpul opoziției. O dată la 15-17 ani, vine un moment în care o persoană este cea mai rapidă care zboară pe Marte. Timp de 1-2 săptămâni, distanța dintre Marte și Pământ atinge o valoare minimă. Această perioadă este de obicei folosită pentru zborurile de cercetare, care variază de la 130 la 300 de zile.

Ce au Pământul și Marte în comun și cum diferă

Diametrul lui Marte este de 2 ori mai mic decât diametrul Pământului, iar masa este de 10 ori mai mică. Aria lui Marte este egală cu aria pământului.

Climele din emisferele nordice și sudice sunt semnificativ diferite. Temperatura pe Marte variază de la -150 la +20. Există un vulcan stins pe Marte, activitatea gheizerelor este observată periodic.

Unul dintre pericolele lui Marte este considerat furtunile puternice de praf, care pot fi, de asemenea, o sursă de radiații puternice.

Deși nu există apă lichidă pe planetă, s-a înregistrat zăpadă, care se evaporă înainte de a ajunge la suprafață. Există rezerve de apă sub formă de ghețari.

Ziua marțiană durează 24 de ore și 40 de minute, ceea ce face posibilă creșterea plantelor acolo. Ciclul anului este de 687 de zile pământești sau 669 de zile marțiane. Primăvara și vara pe Marte durează mai mult de jumătate din an.

Presiunea atmosferică este puțin peste 6 mbar, ceea ce este de 160 de ori mai mică decât pământul. Atmosfera în sine este rarefiată, iar 95% constă din dioxid de carbon. Absența unei magnetosfere, cuplată cu radiația cosmică, are ca rezultat o radiație puternică pe suprafața lui Marte, de 100 de ori mai puternică decât pe Pământ.

> > > Cât de mult să zbori pe Marte

Descoperi, cât durează să zbori pe Marte: descrierea rotației pe orbită, distanța față de Pământ, istoria lansărilor de nave spațiale, cercetări, noi metode cu fotografii.

Planeta roșie poate fi găsită cu ușurință fără utilizarea instrumentelor. În ocularul unui telescop, seamănă cu o stea roșie. Cu o pauză de doi ani, Marte și Pământul sunt cât mai aproape posibil. În acest moment, distanța de la Pământ la Marte este de 55.000.000 km. Acesta este momentul pe care oamenii de știință îl folosesc pentru a trimite o navă spațială pe Marte. Dar se pune întrebarea: cât timp este să zbori pe Marte?

Luând în considerare alinierea, viteza de lansare și ruta, un zbor către Marte durează de la 150 la 300 de zile. Cantitatea de combustibil consumată afectează și: cu cât mai mult, cu atât viteza este mai mare.

Câte misiuni au zburat pe Marte

Mariner 4 a aterizat pe Marte pentru prima dată în 1964. I-au luat 228 de zile să zboare pe Marte. Apoi Mariner 6 a pornit, dar a petrecut deja 156 de zile, iar călătoria lui Mariner 7 a durat în total 131 de zile.

Următoarea navă spațială a durat 167 de zile pentru a ajunge pe Marte și a devenit primul orbitator de pe Planeta Roșie.

Lista altor nave spațiale care au ajuns pe Marte. De asemenea, afișează numărul de zile în care le-a luat să ajungă pe Marte:

• Viking 1 (1976) - 335 de zile.
• Viking 2 (1976) - 360 de zile.
• MRO (2006) - 210 zile.
• Phoenix (2008) - 295 de zile.
• Curiozitate (2012) - 253 de zile.

De ce durează atât de mult să zbori pe Marte?

Care este timpul minim până la zboara pe Marte? Cu o astfel de distanță și o viteză de mișcare de 20.000 km/h, calculele arată o durată de 115 zile. Dar adevărul este că în practică acest număr crește, deoarece planetele fac revoluții în jurul Soarelui. Este imposibil să trimiți o navă spațială acolo unde se află acum Marte, deoarece în momentul sosirii planeta își va schimba deja poziția. Prin urmare, trebuie să vă concentrați asupra locației viitoare.

Un punct important este alimentarea cu combustibil. Dacă ar fi infinit, atunci timpul de zbor ar putea fi redus semnificativ. Dar nu avem astfel de resurse.

Consum minim de combustibil pentru un zbor spre Marte

Pentru a economisi în misiuni, unele vehicule încearcă să folosească cantitatea minimă de combustibil. Pentru a face acest lucru, folosiți orbita propusă de Walter Hohmann în 1925.

În loc să te îndrepți spre planetă, faci ca calea orbitală a navei să depășească performanța Pământului în jurul stelei. Ca urmare, vom ajunge la punctul în care Marte va fi stabilit.

Modalități alternative de a zbura pe Marte

Acum trebuie să așteptăm să trimitem navele. Dar când un om apare pe Marte, atunci orice întârziere va duce la dezastru. Spațiul cosmic este un loc periculos. Probleme speciale provin din radiația cosmică de fundal, care poate crea furtuni solare la scară largă timp de câteva ore. Prin urmare, este important să reduceți timpul de călătorie.

Lansări nucleare

Rachetele nucleare funcționează pe principiul încălzirii fluidului de lucru într-un reactor nuclear. Apoi explodează în duză la viteză mare pentru a forma forță. Un astfel de combustibil acumulează o rezervă uriașă de energie, astfel încât să puteți dezvolta viteză mare și să reduceți călătoria la 7 luni.

Rachete cu magneto-plasmă

Aceasta este o tehnologie de impuls specific variabil. Iată un motor EM care utilizează unde radio pentru a ioniza și încălzi propulsorul. În acest caz, se formează o plasmă, care este împinsă afară la o accelerație mare. Acest lucru ar duce la un zbor de 5 luni.

antimaterie

Conceptul de rachete cu antimaterie este în prezent în curs de dezvoltare. Acesta este cel mai dens combustibil. Când particulele de materie se întâlnesc cu materia, ele sunt transformate în energie pură. Cu 10 miligrame de astfel de combustibil, poți ajunge pe Planeta Roșie în 45 de zile. Adevărat, creația va dura 250 de milioane de dolari.

Misiuni viitoare

Nu știm încă pe ce se vor concentra oamenii de știință pentru lansările în anii 2030. Poate că se vor concentra nu pe viteză, ci pe siguranță. Dar descoperirile spațiale au loc brusc, așa că avem șansa să găsim alternative.

Primul care nu s-a gândit bine cât timp va dura o persoană să zboare pe Marte, dar a efectuat o analiză tehnică a acestei posibilități, încă din 1948, a fost un om de știință, unul dintre fondatorii științei rachetelor moderne. După el, ideea unui astfel de zbor a fost luată în considerare atât de primele puteri spațiale, cât și de companiile private.

Câți kilometri trebuie să zbori de pe Pământ către Marte

Marte este a patra planetă de la Soare și cea mai apropiată de Pământ, după Venus. Misiunea către Venus este dificilă din cauza condițiilor climatice:

• presiune atmosferică mare;
• ploaie acidă;
• căldură.

Nu avem nicio șansă acolo!

Condițiile climatice de pe Marte sunt cele mai potrivite pentru vizitare. Distanța dintre planete este microscopică după standardele cosmice. Dar o persoană va trebui să zboare mult pe Marte, zeci sau chiar sute de milioane de kilometri.

Esența câți kilometri trebuie să zburați de Pământ depinde în mare măsură de traiectoria specifică - traseul căii. De obicei ia forma unui „arc mare” care leagă în mod elegant timpul de lansare pe Pământ cu destinația. Aceste arce sunt de multe ori mai lungi decât distanța rectilinie dintre două obiecte cerești la un moment dat în timp.

Să ne punem o întrebare: - Cât durează zborul spre Marte?

Să presupunem că pentru calculele noastre folosim un traseu simplu în linie dreaptă, unde distanța este minimă.

Pe baza faptului că planetele din sistemul solar se învârt în jurul Soarelui, fiecare pe orbită eliptică proprie, cu viteza sa unică, iar distanța dintre două obiecte planetare se va schimba constant. Oamenii de știință au reușit să afle distanța, câți kilometri să zboare pe o traiectorie liniară de la Pământ la Marte:

• Distanța maximă va fi de 401.330.000 km.
• Lungimea medie a căii este de 227.943.000 km.
• Minimul pe care va trebui să-l depășim este de doar 54.556.000 km.

Planetele ating această distanță minimă unele de altele aproximativ o dată la doi ani. Și acesta este momentul perfect pentru a lansa misiuni.

Unde ar trebui să fie Marte în timpul lansării?

Zborul către destinație în linie dreaptă nu va funcționa. Mai devreme se spunea că planetele se mișcă constant. În acest caz, nava spațială pur și simplu nu va întâlni planeta roșie pe drum și va fi necesar să o atingă în teorie. În practică, acest lucru este imposibil; nu avem încă astfel de tehnologii pentru a urmări un obiect planetar.

Prin urmare, pentru zbor, trebuie să alegeți o lansare atunci când sosirea pe orbită coincide cu sosirea lui Marte în același loc sau să veniți mai devreme și să îi permiteți să ne ajungă din urmă.

Practic, asta înseamnă că îți poți începe călătoria doar atunci când planetele sunt în poziția corectă. Această fereastră de lansare se deschide la fiecare 26 de luni. În acest moment, nava spațială poate folosi ceea ce este considerat cea mai eficientă cale de zbor cunoscută sub numele de traiectoria Gohmann, dar despre asta vom vorbi mai târziu.

Mecanica orbitală sau câți kilometri trebuie să treci

Deoarece orbitele eliptice ale Pământului și Marte sunt la distanțe diferite de Soare, iar planetele se deplasează de-a lungul lor cu viteze diferite, distanța dintre ele variază semnificativ. După cum am menționat mai devreme, aproximativ la fiecare doi ani și două luni, planetele ating punctul cel mai apropiat una de cealaltă. Acest punct se numește „ ”, când Marte se poate afla la distanța minimă de Pământ, de la 55,68 la 101,39 milioane de kilometri, în funcție de ce an este.

La treisprezece luni de la confruntare, ajunge la conjuncție. Ceea ce înseamnă că planetele roșii și albastre se află pe părțile opuse ale soarelui și cât mai departe posibil. Evident, dacă vrem să ajungem mai repede la țintă, cel mai bine este să programăm o plecare la punctul de confruntare. Dar nu totul este atât de simplu!

Călătoria rapidă ar fi posibilă dacă nava interplanetară ar urma o cale dreaptă. Din păcate, călătoria în spațiu este mult mai complicată decât o linie dreaptă. Mecanica orbitală a fiecăreia dintre planete este unică. Toate corpurile planetare din sistemul solar sunt în mișcare constantă și acest lucru face că călătoria este cu adevărat provocatoare.

Deci de câți kilometri ai nevoie pentru a călători pe Marte de pe Pământ? Să încercăm să ne dăm seama. Dacă tot credeți că cel mai bun mod de a ajunge la țintă este să așteptați până când cele două planete sunt cel mai aproape una de cealaltă, atunci îndreptați racheta către țintă și zburați peste. Știi, acest lucru nu va funcționa din mai multe motive:

• În primul rând, gravitația Pământului va îndoi traiectoria oricărui vehicul lansat. Pentru a elimina acest factor, să presupunem că racheta este plasată pe o orbită îndepărtată în jurul Pământului, unde gravitația este slabă și mișcarea orbitală este lentă, permițându-ne să ignorăm ambele fapte. Chiar și atunci, această rachetă încă orbitează Soarele împreună cu Pământul și se mișcă cu o viteză de aproximativ 30 km/s. Deci, dacă racheta continuă să zboare către ținta intenționată, ea își va menține viteza Pământului și își va începe rotația în jurul Soarelui, deplasându-se în același timp către punctul de control al zborului.
• În al doilea rând, dacă decolăm atunci când Marte este cel mai aproape de Pământ, în timp ce nava se îndreaptă spre țintă, planeta va pleca pe traiectoria sa orbitală cu mult înainte ca nava să depășească distanța.
• În al treilea rând, întregul sistem a fost dominat de gravitația Soarelui. Toate obiectele se deplasează de-a lungul orbitelor sau traiectoriilor, care, conform legilor lui Kepler, sunt părți ale secțiunilor conice, în acest caz, elipse. În general, acestea sunt curbate.

Mersul la obiectivul prețuit în timpul confruntării, de fapt, distanța cea mai apropiată va fi mult mai semnificativă. Pentru a o depăși, trebuie să folosiți o cantitate mare de combustibil. Din păcate, din punct de vedere tehnic, nu putem crește volumul rezervoarelor. Prin urmare, pentru a zbura pe Marte, astrofizicienii accelerează nava, iar apoi ea zboară prin inerție, neputând rezista gravitației corpurilor cerești, ceea ce mărește semnificativ distanța pe măsură ce dispozitivul zboară într-un arc mare. O astfel de rută reprezintă o jumătate de segment al orbitei heliocentrice în jurul Soarelui dintre Marte și Pământ.

Reamintim: o orbită heliocentrică este o traiectorie eliptică a unui corp ceresc în jurul Soarelui.

Să calculăm, lungimea jumătate a orbitei Pământului este de 3,14 UA. Marte are 4,77 UA Avem nevoie de o orbită medie între planete, jumătate din lungimea ei este de 3,95 UA. înmulțiți cu o distanță de 1 UA si rotund.

Reamintim: o unitate astronomică (1 UA) este egală cu 149597868 km.

Rezultă că distanța aproximativă care va trebui depășită va fi de aproximativ 600 de milioane de kilometri. Pentru un calcul mai precis al câți kilometri trebuie să zbori, se folosesc algoritmi mai complexi.

Cât durează să zbori pe Marte

Întrebarea cât timp durează pentru a zbura pe Marte nu poate fi răspuns fără ambiguitate.
Durata zborului depinde de o serie de factori:

1. viteza dispozitivului;
2. traseul potecii;
3. pozițiile relative ale planetelor;
4. cantitatea de marfă la bord (sarcină utilă);
5. cantitatea de combustibil.

Dacă luăm ca bază primii doi factori, atunci putem calcula teoretic cât timp durează pentru a zbura pe Marte de pe Pământ în timp. Pentru ca dispozitivul să plece într-o călătorie în spațiu, trebuie să decoleze de pe Pământ și să-și depășească gravitația.

Date științifice: Pentru a ajunge pe orbita joasă a Pământului, viteza unei rachete trebuie să fie de cel puțin 7,9 km/s (29 mii km/h). Pentru a trimite o navă într-o călătorie interplanetară, aveți nevoie de puțin mai mult de 11,2 km / s (40 mii km / h).

În medie, călătorii efectuează un zbor interplanetar cu o viteză de aproximativ 20 km/s. Dar există și campioni.

Cea mai rapidă navă spațială creată de om este sonda New Horizons. Nici înainte, nici după New Horizons, vehiculele interplanetare nu au zburat departe de Pământ, cu o viteză de 16,26 km/s. Dar dacă vorbim despre viteză pe o orbită heliocentrică, atunci la 16,26 km / s trebuie să adăugăm viteza Pământului - aceasta este de 30 km / s și obținem aproximativ 46 km / s în raport cu Soarele. Acesta este impresionant - 58536 km/h.

Având în vedere aceste date, durata zborului către Marte de-a lungul celei mai scurte traiectorii directe va dura 941 de ore sau 39 de zile terestre. O persoană va trebui să zboare pe o rută corespunzătoare distanței medii dintre planetele noastre timp de 3879 de ore sau 162 de zile. Durata zborului la distanta maxima va fi de 289 de zile.

Să visăm și să ne imaginăm că am mers pe Marte cu avionul în linie dreaptă. Dacă zbori cu un avion pe 54,556 milioane de kilometri, iar viteza medie a aeronavelor moderne de pasageri este de aproximativ 1 mie km/h, atunci va dura 545560 ore sau 22731 zile și 16 ore. Și arată impresionant în anii de aproape 63 de ani. Și dacă zburăm într-o elipsă, atunci această cifră va crește de 8-10 ori, ceea ce înseamnă o medie de 560 de ani.

Câți ani pe Pământ zile ore îi ia unui om pe Marte

Cât timp îi ia unui om să ajungă pe Marte de pe Pământ? Dacă visezi să devii într-o zi astronaut la primul zbor cu echipaj, fii pregătit pentru o călătorie lungă. Oamenii de știință estimează că călătoria dus-întors va dura aproximativ 450 de zile pământești, cu o medie de 10.800 de ore sau 1,2 ani.

Prognoze: cât să zboare la timp

Cea mai importantă variabilă despre cât timp i-ar lua unui om să ajungă pe Marte este evidentă - cât de repede mergi? Viteza este factorul determinant. Cu cât putem accelera mai repede nava, cu atât mai repede vom ajunge la destinație. Timpul de zbor pe cea mai rapidă rachetă de-a lungul rutei cu cea mai scurtă distanță liniară dintre planete nu va fi mai mare de 42 de zile pământești.

Oamenii de știință au lansat o mulțime de module interplanetare, așa că avem o idee aproximativă despre cât timp va dura cu tehnologia actuală.

Deci, în medie, sondele spațiale reușesc să ajungă pe Marte de la 128 la 333 de zile.

Dacă încercăm să trimitem un om astăzi, tot ce am putea face în mod realist - mai ales că vom trimite o navă spațială mare cu echipaj, nu doar o sondă de mărimea unui SUV. Asamblați o navă interplanetară pe orbita Pământului, alimentați-o și trimiteți-o în zbor.

Mogulul tehnologiei care conduce SpaceX spune că sistemul său de transport interplanetar ar putea face față călătoriei în doar 80 de zile și ar putea ajunge să călătorească în cel puțin 30 de zile.

Țările din întreaga lume efectuează cercetări privind cât timp va dura un zbor uman către Marte. Un studiu din anii '90, teoretic, trebuia să trimită o persoană în anii 2000. Călătoria minimă ar dura 134 de zile dus, maxim 350. Se presupunea că zborul va avea loc cu un echipaj de 2 până la 12 persoane.

Potrivit calculelor oamenilor de știință ale companiei, timpul de călătorie va dura aproximativ 210 zile sau 7-8 luni.

Potrivit NASA, o călătorie interplanetară cu oameni va dura aproximativ șase luni pentru a ajunge pe Marte și încă șase luni pentru a se întoarce. În plus, astronauții vor trebui să petreacă între 18 și 20 de luni la suprafață înainte ca planetele să se alinieze din nou pentru călătoria de întoarcere.

Acum despre cum să ajungem efectiv pe planeta noastră vecină și cât timp va dura.

Cât timp să zburăm pe Marte este considerat destul de simplu: în apropierea Pământului dăm un impuls de a accelera și de a merge la o elipsă care atinge ambele orbite. Ajunși pe Marte, dăm din nou un impuls de a accelera și de a trece pe orbita lui. Timpul de zbor poate fi calculat folosind a treia lege a lui Kepler.

De ce durează atât de mult să zbori

De ce nu putem ajunge acolo mai repede acum:

• Primul motiv sunt distanțele uriașe. Distanța minimă se calculează nici măcar în milioane, ci în zeci de milioane de kilometri. Permiteți-mi să vă reamintesc că distanța maximă până la planetă este de 401330000 km.
• Al doilea motiv este tehnologic. Cel mai comun tip de motor folosit pentru zborurile spațiale este un motor de rachetă chimic. El este capabil să accelereze nava spațială la viteze foarte mari. Dar astfel de motoare funcționează nu mai mult de câteva minute, motivul pentru care acest lucru este consumul prea mare de combustibil. Racheta își cheltuiește aproape toată rezerva pentru a se rupe de la suprafață și a depăși forța de gravitație a planetei. Din motive tehnice, nu este posibil să luați o rezervă suplimentară de combustibil în zborul de astăzi.

Cum să ajungi pe Marte cu cea mai mică cantitate de combustibil

Cât combustibil este nevoie pentru a zbura pe Marte? Cel mai important aspect al zborurilor interplanetare este alimentarea cu combustibil a rachetei. Când folosiți motoare cu rachete chimice și nu există încă alternative reale la acestea, este nevoie de mult combustibil.

• În primul rând, acest lucru se datorează nevoii de a depăși forța gravitațională a Pământului. Și cu cât masa navei este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă energie pentru decolare și, în consecință, combustibil.
• În al doilea rând, chiar dacă alegeți cea mai economică rută de zbor, racheta trebuie să câștige cel puțin 11,59 km/s. În ceea ce privește unitățile de măsură obișnuite, aceasta este 41.724 km/h.

Pe lângă câștigarea vitezei, atunci când se apropie de Marte, nava spațială trebuie să o reseteze, iar acest lucru se poate realiza doar dacă motoarele sunt pornite și combustibilul este cheltuit corespunzător. Nu trebuie să uităm de munca sistemelor de susținere a vieții, deoarece zborul ar trebui să fie cu participarea oamenilor.

Puteți zbura pe Marte în mai puțin timp, dar va trebui și să folosiți mai mult combustibil. Acest lucru se datorează necesității de a crește rata de zbor. În acest caz, va crește și consumul de combustibil pentru frânare.

Sarcina principală a inginerilor - cum să ajungi pe Marte cu cea mai mică cantitate de combustibil a fost rezolvată în 1925 de Walter Hohmann. Esența metodei sale - în loc să trimiteți o rachetă direct pe planetă, trebuie să-i creșteți orbita, ca urmare, aceasta va urma o orbită mai mare în jurul Soarelui decât a Pământului. În cele din urmă, racheta va traversa orbita lui Marte - chiar în momentul în care va fi și el acolo.

Această metodă de călătorie este ceea ce inginerii numesc o orbită minimă de transfer de energie - folosind-o pentru a trimite nave spațiale de pe Pământ pe Marte cu cea mai mică cantitate de combustibil.

Cum să zbori mai repede - rute posibile

Există mai multe moduri prin care puteți ajunge la destinație. Există trei dintre ele, toate diferă doar în doi parametri - viteza de mișcare în spațiul cosmic și timpul de zbor.

Traiectorie eliptică

Cea mai economică, dar și cea mai lungă opțiune este calea de zbor eliptică. Și, de asemenea, se numește „Gomanovskaya”, în onoarea savantului german Walter Homann. În acest caz, nava spațială va trece tangențial pe orbita lui Marte, mișcându-se de-a lungul unei elipse. Pentru un zbor pe o astfel de rută, va fi necesară accelerarea rachetei la 11,59 km/s. Timpul de călătorie va fi de 259 de zile, deoarece este necesar să se depășească o distanță mai mare decât la deplasarea de-a lungul celorlalte două traiectorii. Pentru a trece la cea mai simplă traiectorie „Homan”, va fi necesară creșterea ratei de mișcare a unui satelit din apropierea Pământului cu 2,9 km pe secundă.

În timpul explorării spațiului, oamenii de știință au trimis mai mulți sateliți pentru a studia exact de-a lungul traiectoriei Hohmann. Acestea erau atât dispozitive sovietice, cât și americane.

Traiectorie parabolică

A doua opțiune este o cale de zbor parabolic. Pentru a ajunge la el, va trebui să accelerați nava la 16,6 km/s. Timpul de călătorie va fi de numai 70 de zile. În acest caz, consumul de combustibil pentru accelerarea rachetei, precum și pentru frânarea înainte de aterizare, crește foarte mult. Oamenii de știință estimează creșterea costurilor cu energie atunci când zboară pe o rută parabolic de 4,3 ori în comparație cu una eliptică.

Traiectoria parabolica presupune deplasarea aparatului de-a lungul unei linii sub forma unei parabole.

În ciuda creșterii costurilor cu combustibilul, zborul parabolic este foarte atractiv pentru oamenii de știință. În primul rând, prin reducerea costurilor de protecție a echipajului împotriva radiațiilor, precum și a proviziilor, oxigen și alte mijloace de susținere a vieții.

Traiectorie hiperbolica

Ultima traiectorie posibilă este hiperbolică. Pentru a zbura de-a lungul unei astfel de traiectorii, aparatul trebuie accelerat la viteze care depășesc a treia spațială (16,7 km/s). Când se deplasează de-a lungul unei traiectorii hiperbolice, racheta ar trebui, parcă, să zboare pe lângă Marte, schimbând direcția de mișcare, lovind câmpul gravitațional. Linia de zbor în acest caz este similară cu o hiperbolă. Aterizarea devine posibilă dacă motoarele de frânare în apropierea planetei sunt pornite la timp.

Idei pentru a reduce timpul de zbor

În funcție de viteza inițială de zbor de pe Pământ (de la 11,6 km pe secundă la 12 km pe secundă), durata zborului către Marte variază de la 260 la 150 de zile. Pentru a reduce timpul de zbor interplanetar, este necesară creșterea vitezei, ceea ce va afecta scăderea lungimii arcului elipsei traseului traseului. Dar în același timp, întâlnirea cu Marte crește: de la 5,7 la 8,7 km pe secundă, ceea ce complică zborul prin necesitatea unei coborâri sigure pentru a intra pe orbita marțiană sau pentru a ateriza la suprafață. În acest caz, dacă vrem să ajungem acolo mai repede, avem nevoie de noi motoare care să accelereze nava și să avem timp să încetinim.

Pentru a accelera timpul de zbor, trebuie să utilizați alte tipuri de motoare de rachetă, de exemplu, motoare de rachetă cu reacție electrice și chiar nucleare.

Avantajul motoarelor electrice este posibilitatea de funcționare pe termen lung, de până la câțiva ani. Dar astfel de dispozitive dezvoltă o tracțiune foarte slabă. Chiar și a coborî de pe Pământ cu o astfel de rachetă este încă imposibil. În spațiul cosmic, motoarele electrice pot atinge viteze foarte mari. Mai mare decât motoarele chimice existente. Adevărat, îi va lua până la câteva luni să facă asta. Pentru zborurile interstelare, o astfel de dezvoltare este încă potrivită, dar nu este practic să zburați pe Marte cu un astfel de motor.

Dacă propulsoarele cu ioni nu sunt pentru noi, atunci ce tehnologii ale viitorului pot reduce timpul de călătorie la câteva zile?

Există următoarele idei despre cum să accelerați zborul către Marte:

1. Utilizarea rachetelor nucleare, a căror bază este încălzirea combustibilului lichefiat și apoi aruncarea acestuia din duză la o viteză foarte mare. Se presupune că o rachetă nucleară poate reduce timpul de zbor către Marte la aproximativ 7 luni. Unii oameni de știință cred că motoarele moderne cu propulsie nucleară ar putea scurta călătoria la 39 de zile. Vă puteți imagina cât de repede va zbura această navă spațială? Motoarele de rachete nucleare nu au depășit încă prototipurile de la sol, dar oamenii de știință lucrează constant la implementarea unui astfel de proiect.
2. Utilizarea magnetismului. Tehnologia magnetismului se bazează pe utilizarea unui dispozitiv electromagnetic special care va ioniza și încălzi combustibilul pentru rachete, transformându-l într-un gaz ionizat sau plasmă, care va accelera nava spațială. Cu această metodă, zborul poate fi redus la 5 luni.
3. Utilizarea antimateriei. Aceasta este cea mai ciudată dintre idei, deși poate fi cea mai reușită. Particulele de antimaterie pot fi obținute numai în acceleratorul de particule. O cantitate imensă de energie este eliberată atunci când particulele și antiparticulele se ciocnesc. Acesta poate fi folosit pentru multe lucruri utile. Conform calculelor preliminare, pentru ca nava să ajungă la țintă, ar fi necesare doar 10 miligrame de antimaterie. Cu toate acestea, ar trebui cheltuiți cel puțin 250 de milioane de dolari pentru a produce 10 mg de antimaterie. Un zbor spre Marte folosind antimaterie va dura doar 45 de zile!

Cât va costa călătoria?

Pe lângă faptul că zborul este foarte lung, este și un eveniment costisitor, apar întrebări despre cât costă să zbori pe Marte.

O estimare a costurilor asociate cu trimiterea oamenilor a fost făcută în timpul administrației lui George W. Bush. Intervalul a variat de la 80 de miliarde de dolari la 100 de miliarde de dolari. Studii mai recente au redus acest lucru la 20-40 de miliarde de dolari.

Potrivit miliardarului Elon Musk, zborul va costa mai puțin de 500.000 de dolari până la urmă, nu este atât de mult. El spune că prețul ar putea scădea la 100.000 de dolari în timp. Și nu vă faceți griji pentru călătoria de întoarcere, pentru că, potrivit lui Elon, va fi gratuită.

De ce să zbori pe Marte

Există multe motive pentru a organiza o astfel de misiune.

Prima este cercetarea. Marte este similar cu Pământul în multe privințe și, potrivit oamenilor de știință, planetele aveau aceeași atmosferă și probabil viață. Studiile la scară largă ar trebui să răspundă la întrebarea dacă viața este prezentă acum, dacă planetele sunt într-adevăr atât de asemănătoare și de ce a devenit o lume deșertică. Fotografiile arată multe fenomene interesante și inexplicabile la suprafață, pe care și omenirea este dornică să le studieze.

Al doilea motiv este colonizarea. Există teorii conform cărora este posibilă recrearea artificială a atmosferei. Prin urmare, dezvoltați ecosistemul. Aceasta înseamnă că, în viitor, plantele terestre, animalele și, bineînțeles, oamenii vor putea crește acolo.

Al treilea motiv este curiozitatea umană. Aceasta este forța care a făcut posibilă trecerea de la oameni străvechi cu instrumente primitive la o civilizație capabilă să lanseze sateliți de cercetare în colțurile îndepărtate ale universului. Un exemplu de astfel de misiune a fost aterizarea unui dispozitiv automat pe suprafața unei comete!

Câte probleme de zbor nerezolvate există

Pe lângă călătoria lungă, o misiune cu echipaj personal prezintă multe alte provocări:

Oamenii de știință se tem că astronauții vor fi expuși la raze cosmice și alte radiații în timpul unei călătorii lungi. Ei sunt, de asemenea, îngrijorați de efectele fizice pe care le experimentează astronauții atunci când sunt expuși la un mediu cu gravitate scăzută și lumină scăzută pentru perioade lungi de timp.

Poate cel mai dificil factor de prezis este efectul psihologic pe care îl pot experimenta astronauții ca urmare a izolării. Nimeni nu este exact cât de mult stres mental va fi cauzat de lipsa contactului cu prietenii și familia pe care astronauții o lasă în urmă.

Alte obstacole în calea unei astfel de misiuni cu echipaj includ combustibilul, oxigenul, apa și hrana pentru astronauți.

Ieșire

Un zbor spre Marte este o idee foarte complexă și costisitoare din punct de vedere tehnic. Cei care vor pune primii piciorul pe suprafața Planetei Roșii vor accelera la viteze incredibile și vor parcurge milioane de kilometri. Pentru ca ei să ajungă la destinație în siguranță, oamenii de știință trebuie să vină cu mijloace de protecție împotriva radiațiilor cosmice, precum și să lucreze la crearea și îmbunătățirea sistemelor de susținere a vieții. Este necesar să se calculeze cu precizie masa navei și sarcina utilă și să se aleagă ruta optimă de zbor.