Сколько лет лететь до марса. Сколько лететь до Марса по времени, возможен ли такой полёт

Марс всегда привлекал к себе внимание ученых, писателей-фантастов и простых обывателей. Близость к Земле этой планеты позволяет ее рассматривать как ближайшую цель в будущих межпланетных путешествиях

Сколько часов, дней, месяцев человеку лететь до Марса?

Давайте представим, что мы отправимся в полет на Марс, подгадав вылет так, чтобы нам потребовалось преодолевать минимальное расстояние. В таком случае аппарат, летящий с такой же скоростью что и Saturn-V, долетит до места назначения примерно за 870 часов или 36 земных дней .

А теперь представим, что на Марсе нам не понравилось и мы захотим домой, то лучше нам возвращаться поскорее. С каждым месяцем срок на обратное путешествие будет увеличиваться. В 2027 году на обратную дорогу на Землю нам понадобится уже 258 дней (8.6 месяцев) . Хотя есть вариант дождаться 2035 года и снова полететь по короткому маршруту за 36 дней .

Сколько лететь со скорость света?

Свет от Марса достигают Земли в течение 3 минут , когда планеты находятся на ближайшем друг от друга расстоянии. Именно столько времени потребовалось бы человеку, чтобы достичь этой планеты на космическом корабле, двигающемся со скоростью света.

Почему время необходимое на полет до Марса постоянно меняется?

Первый корабль, который долетел до Марса, был Mariner4 в 1964 году. Сделал он это за 228 дней. После были произведены запуски еще нескольких кораблей, и каждый раз время полета отличалось друг от друга в большую или меньшую сторону. Если учесть, что скорость современного космического корабля составляет 20 000 км/час, то можно просчитать, что полет на нем займет 115 дней . Но тогда не понятно, почему на практике все посланные туда корабли добираются гораздо дольше.

Совсем недавно полет исследовательского зонда равнялся более 8 месяцев. При современном развитии технологий путешествие на Марс может занять от 150 до 300 дней .

Такой разброс связан с влиянием на время прохождения маршрута целого ряда факторов:

стартовой скорости;
расположения планет относительно друг друга;
заложенной траектории полета;
количества топлива.

Все объясняет движение планет по своей орбите вокруг Солнца. Поэтому невозможно сделать прямой запуска ракеты. Ведь пока она долетит до Марса, он уже успеет далеко продвинуться по своей орбите. Поэтому чтобы точно рассчитать, сколько времени лететь, надо закладывать расчеты на опережение. То есть теоретически надо просчитать то место, куда продвинется Марс за время полета ракеты, и именно туда ее и направить.

Второй очень важной проблемой является количество затрачиваемого топлива. Сегодня именно он является приоритетной задачей для космических инженеров. Корабли сегодня запускаются по такой траектории, которая позволяет добиться максимальной экономии горючего.

Сколько километров до Марса?

Марс - это четвертая планета от солнца и вторая относительно земной орбиты. Так как Солнце удерживает все планеты на различных орбитах, то расстояние до Марса от Земли постоянно меняется. Когда впервые был сделан снимок с помощью телескопа Хаббл, это расстояние составляло 55 млн.км. На таком расстоянии планеты бывают один раз в течение года, именно в это время туда посылаются разведывательные станции. Учеными было высчитано, что если Марс будет находиться в определенной точке орбиты, называемой Перигелия, а Земля в точке Афелия, расстояние между ними составит 54,6 млн. км. Однако такого расположения планет человечество пока не наблюдало.

Сколько по времени лететь человеку на Марс?

Над этой задачей сегодня работают многие специалисты в различных странах. Для ее решения потребуется совершенно новый вид топлива. И к тому же надо что-то делать с восприимчивостью человека к различным видам космической радиации. Она скапливается практически во всех частях его тела и не выводится потом до конца жизни. Если организм космонавта не будет защищен от радиации, то он не сможет продержаться в космосе и двух часов.

Поэтому так важно решить проблему того, сколько лететь на ракете. С уменьшением времени будет сведен к минимуму риск получить космическое облучение, а также потребуется меньшее количество запасов, необходимых космонавтам для жизни.

Для того, чтобы вернуться с Марса домой космонавтам придется ждать следующего противостояния. А это занимает довольно много времени. По последним подсчетам оно может доходить до 16 месяцев. При этом надо учесть, что после противостояния Земля стремительно убежит вперед, так как у нее более высокая орбитальная скорость. Поэтому спустя три месяца планеты настолько сильно отдаляться друг от друга, что вернуться на землю космонавты не смогут.

Ученые посчитали, для того, чтобы сделать возможным полеты с Земли на Марс космические корабли должны развивать скорость 18 км/с. А для удешевления миссии осуществлять отправку межпланетных кораблей с Луны. Поэтому для удачного времени полета важно вычислить время оптимального расстояния от Луны до Марса.

А пока при современном уровне развития космической науки такая экспедиция на Марс может занять около двух лет. И поэтому полеты на эту загадочную планету остаются делом будущего. Нам остается верить и ждать, когда в распоряжении у человека появятся новые технологии, которые позволят построить суперскоростные марсианские корабли, использующие суперэкономное горючее.

Каждый человек время от времени обращает свой взор на звёздное небо. Сколько-то людей могут сами находить крохотную красноватую звёздочку - Марс. Эта удивительная планета давно стала очень притягательной для лучших умов человечества. Такая близкая и такая далёкая. Марс является соседом Земли, ближе расположена лишь Венера, условия на которой отбивают всякую охоту посетить её в ближайшее время.

Вконтакте

Другое дело Марс . Конечно, все мы знаем, что и на этой планете не получится комфортно отдохнуть в отпуске, но там можно выжить, используя уже доступные людям технологии. Но так ли легко это сделать? Какие препятствия нужно преодолеть человечеству для осуществления этой амбициозной мечты? Лететь или не лететь?

Сколько лететь до Марса по времени

Важным фактором подготовки полёта на Марс является расчёт времени, необходимого для преодоления расстояния между небесными телами. Зная скорость звездолёта и расстояние от Земли до Марса, легко подсчитать время на осуществление экспедиции, так? Нет, не так.

Дело в том, что каждая планета вращается по своей орбите вокруг солнца и дистанция между ними непрерывно изменяется, наибольшее сближение планет (в астрономии называемое противостоянием), когда они находятся на расстоянии «всего» 55 млн км друг от друга бывает только каждые два года. Во всё остальное время дистанция между небесными телами больше , достигая максимума в 401 млн км (когда планеты находятся на противоположных сторонах от солнца).

Из курса физики известно, что невозможно преодолеть скорость света (порядка 300 тыс. км/с). Значит, теоретически, человечество когда-нибудь сможет изобрести способ передвижения в пространстве, близкий к световому барьеру. Свет (радиоволны) проходит от Земли до Марса чуть больше 3 мин, если планеты находятся в положении противостояния, и за 22,37 минуты в случае максимально далёкого расположения небесных тел.

Космический корабль, двигающийся со скоростью, близкой к скорости света, мог бы преодолеть эти дистанции за время, близкое, к озвученным значениям (не учитывая времени на разгон и торможение с перегрузками, не смертельными для человека). Кроме того, по теории относительности Эйнштейна, для астронавтов, двигающихся с такими скоростями, время замедляется. Так что для путешественников такая миссия стала бы лёгкой прогулкой .

Но это в теории пока неизвестно, можно ли в принципе создать такие быстроходные транспортные средства, поэтому рассмотрим ситуацию исходя из того, что имеет человечество сейчас и способно создать в ближайшем будущем.

Логично выбрать для космического путешествия момент, когда планеты находятся максимально близко друг от друга. Но и здесь не всё просто. Если наш корабль устремится к той точке, где находится Марс в момент старта, то он промахнётся, так как планета успеет переместиться на значительное расстояние за время экспедиции. Значит, надо рассчитать траекторию с упреждением, чтобы встретиться с планетой в расчётной точке. Следует учитывать и силы притяжения , способные изменять траектории движения космических тел.

Все эти расчёты уже давно произведены, и к Марсу были успешно отправлены космические зонды и станции. Ниже приведены некоторые из успешных полётов на Марс космических аппаратов:

Mariner 4. Запущен в 1964 году, время в пути — 228 дней.
Mariner 6. 1967 год — 156 дней.
Mariner 7. 1969 год — 131 день.
Mariner 9. 1971 год — 156 дней.
Viking 1. 1976 год — 335 дней.
Viking 2. 1976 год — 365 дней.

Почему же так отличается время полёта, если средняя скорость космических кораблей была примерно одинакова - чуть более 20 тыс. км/ч, можно ли долететь до «красной» планеты быстрее? Всё дело как раз в изменяющемся расстоянии между небесными телами и необходимости строить траекторию полёта с учётом движения планет по своим орбитам. И также важна не только дистанция между Марсом и Землёй , но и запас топлива, необходимый для манёвров и мягкого приземления на поверхность планеты, ведь в ограниченный объём корабля невозможно взять сколь угодно много горючего.

В настоящее время созданы и более быстрые корабли, например, New Horizons, который способен двигаться со скоростью 58 тыс. км/ч и теоретически может достигнуть Марса за 39 дней в период минимального расстояния между планетами и за 289 дней - максимального.

Планирование космических миссий с участием человека идёт полным ходом как у нас в стране, так и за рубежом. А это задача намного сложнее, чем отправить необитаемый космический аппарат с билетом в один конец. Подсчитано, что минимальное время для экспедиции в оба конца составляет примерно 500 дней. Такой большой временной интервал обусловлен тем, что для возвращения на Землю придётся подождать повторного противостояния.

После старта космического корабля наша планета начнёт стремительно уходить вперёд, так как орбитальная скорость Земли гораздо выше. Поэтому уже через три месяца (а для полёта на Марс нужно больше времени) планеты разойдутся настолько, что возвращение станет уже невозможным до следующего противостояния.

Подсчитано, что для успешной миссии в течение одного цикла, минимальная скорость корабля должна составлять 18 км/c (64800 км/ч), а это пока не достижимо. В расположение человека вроде бы была ракета Saturn V почти достигающая этого показателя (способна разгоняться до 64500 км/ч), но непонятно, была ли это мистификация или технология её производства утеряна.

Однако, технический прогресс не стоит на месте, разрабатываются новые двигатели, работающие на других физических принципах и рано или поздно у человечества появится космический транспорт с необходимыми характеристиками, но чтобы миссия полёта на Марс с участием человека была успешной, необходимо решить ещё множество проблем.

Как видно, условия на планете суровые, но это пока единственное известное небесное тело, где человек может выжить, используя определённые защитные средства, ведь это не плюс 460 °C, как на Венере.

Какие задачи надо решить для полёта на Марс человека

Справится ли психика

В 2007–2011 гг. в был произведён эксперимент по имитации полёта на Марс. Группа людей должна была находиться в замкнутом пространстве на протяжении 520 дней. Хотя по условиям эксперимента любой участник мог отказаться от исследования и покинуть помещение в любое время, у некоторых добровольцев были обнаружены психические расстройства. А что будет в реальном полёте?

Сдюжит ли организм

У человечества есть опыт нахождения в условиях невесомости в течение полугода, но даже с учётом постоянных физических нагрузок процесс адаптации после возвращения на Землю происходит очень тяжело и долго, ведь мышцы и кости успевают атрофироваться без действия силы тяжести. Конечно, каждый землянин почувствовал бы себя суперменом в условиях тяготения Марса (1/3 от земного), где человек массой 100 кг будет весить всего 39 кг. Но до Марса надо ещё долететь, как мы выяснили на это уйдёт 6–7 месяцев в тесном замкнутом пространстве, лишённом всяческих удобств. А вернувшись обратно на Землю, столкнуться со всеми «прелестями» обратной адаптации.

Радиация

Возможно, самая большая проблема на пути человека к другим планетам. И в процессе полёта и на самом Марсе, лишённом магнитного поля, человек будет подвергаться воздействию космической радиации. Сможет ли справиться с ней защитная обшивка космического корабля, можно ли защититься от радиации в современных скафандрах?

Человек сформировался на Земле, никто не знает, что ждёт его в случае длительного нахождения в непривычных для организма условиях Марса. Пока больше вопросов, чем ответов:

Сколько этих и других вопросов ещё ждут ответов ? Но во все времена человек бросал вызов природе, и уже сейчас существуют программы по подготовке полёта на Марс, набираются группы по отбору добровольцев-энтузиастов, готовых рискнуть собой ради осуществления самой заветной мечты человечества - путешествия к звёздам.

Почему Марс вызывает такой интерес, и чем эта планета Солнечной системы так отличается от остальных, что тысячи людей готовы потратить несколько лет своей жизни на дорогу к ней, а может и всю жизнь, чтобы там остаться.

Марс — это ярчайшая планета после Луны, несмотря на то, что по величине эта планета занимает седьмое место среди планет Солнечной системы. Время, необходимое, чтоб солнечные лучи, отражённые от поверхности Марса, достигли Земли колеблется от 3 до 22 минут в зависимости от расположения планет.

Его видимая звёздная величина становится максимальной во время противостояния. По близости к Земле Марс занимает второе место после Венеры.

Теоретически рассчитано, что до Красной планеты 115 дней пути. На практике полёт в одну сторону занимает 130-300 дней.

Расстояние между Землей и Марсом

Тем не менее, чтоб узнать сколько лететь до Марса по времени, нужно знать точное расстояние между ним и Землёй.

Обе планеты движутся по своей орбите вокруг Солнца, каждая со своей орбитальной скоростью. Вот почему нельзя однозначно ответить на вопрос, сколько километров от Земли до Марса. Ведь эта величина непостоянна, и меняется каждую секунду. Среднее расстояние между ними составляет около 225 миллионов километров.

Минимальным расстояние между Землёй и Марсом становится при нахождении Земли между Солнцем и Марсом, и равняется приблизительно 56 млн км.

В момент расположения Солнца между Землёй и Марсом, расстояние между планетами достигает максимума, увеличиваясь в 7 раз.

Как узнать время полёта от Земли до Марса

Факторами, влияющими на длительность пути, считают:

расстояние между планетами,
скорость космического корабля.

Чтоб измерить сколько времени займёт полет применяются вычисления намного сложнее, чем линейное измерение расстояния, так как траектория полёта будет зависеть от постоянно движущихся по двум разным орбитам тел. Для её определения нужно вычислить точное нахождение каждой из планет в определённый момент времени, расчёты ведутся с опережением.

Расстояние между планетами уменьшается каждые 26 месяцев во время противостояния. Раз в 15-17 лет наступает момент, когда человеку лететь до Марса быстрее всего. На протяжении 1-2 недель расстояние между Марсом и Землёй достигает минимального значения. Этот период обычно используется для исследовательских полётов, который составляет от 130 до 300 дней.

Что общего между Землёй и Марсом и чем они отличаются

Диаметр Марса в 2 раза меньше диаметра Земли, а масса в 10 раз меньше. Площадь Марса равняется площади земной суши.

Климат на северном и южном полушариях значительно отличаются. Температура на Марсе колеблется от -150 до +20. На Марсе расположен потухший вулкан, периодически наблюдается гейзерная активность.

Одной из опасностей Марса считаются мощные пылевые бури, которые могут также быть источником сильной радиации.

Хотя воды в жидком виде на планете нет, зафиксировано выпадение снега, который испаряется, не достигая поверхности. Имеются запасы воды в виде ледников.

Марсианские сутки длятся 24 часа 40 минут, что позволяет говорить о возможности выращивать там растения. Цикл года составляет 687 земных дней или 669 марсианских. Весна и лето на Марсе длятся более половины года.

Атмосферное давление чуть более 6 мбар, что в 160 раз меньше земного. Сама атмосфера разрежена, и на 95% состоит из углекислого газа. Отсутствие магнитосферы вкупе с космическим излучением в результате даёт сильную радиацию на поверхности Марса, в 100 раз сильнее, чем на Земле.

> > > Сколько лететь до Марса

Узнайте, сколько лететь до Марса по времени : описание вращения по орбите, расстояние от Земли, история запусков аппаратов, исследования, новые методы с фото.

Красную планету можно легко отыскать без использования приборов. В окуляр телескопа она напоминает красную звезду. С перерывом в два года Марс и Земля максимально сближаются. В это время расстояние от Земли до Марса составляет 55 000 000 км. Именно этот момент используют ученые, чтобы отправить космический аппарат на Марс. Но возникает вопрос: сколько лететь до Марса ?

При учете выравнивания, стартовой скорости и маршрута на полет до Марса требуется от 150 до 300 дней. Влияет также объем потраченного топлива: чем больше, тем выше скорость.

Сколько летели миссии до Марса

Впервые к Марсу полетел аппарат Маринер-4 в 1964 году. Ему потребовалось 228 дней, чтобы долететь до Марса. Далее отправился Маринер-6, но он уже потратил 156 дней, а на поездку Маринера-7 всего ушло 131 дней.

Следующий космический аппарат затратил на полет до Марса 167 дней и стал первым орбитальным аппаратом Красной планеты.

Список других космических аппаратов, добравшихся до Марса. Здесь также указано количество дней, которые им потребовалось, чтобы долететь до Марса:

Викинг-1 (1976) – 335 дней.
Викинг-2 (1976) – 360 дней.
MRO (2006) – 210 дней.
Феникс (2008) – 295 дней.
Curiosity (2012) – 253 дней.

Почему так долго лететь до Марса

Какое же минимальное время, чтобы долететь до Марса ? При такой удаленности и скорости перемещения в 20000 км/ч расчеты показывают длительность в 115 дней. Но дело в том, что на практике это число увеличивается, потому что планеты совершают обороты вокруг Солнца. Нельзя направить космический аппарат туда, где сейчас расположен Марс, потому что в момент прибытия планета уже изменит свое положение. Поэтому приходится ориентироваться на будущее расположение.

Важным моментом выступает топливный запас. Если бы оно было бесконечным, то можно было бы значительно сократить время полета. Но мы не располагаем подобными ресурсами.

Минимальное топливное использование при полете на Марс

Чтобы сэкономить на миссии, некоторые аппараты стараются тратить минимальное количество топлива. Для этого используют орбиту, предложенную Уолтером Хохманном в 1925 году.

Вместо направления на планету, вы делаете так, чтобы орбитальный путь корабля превзошел земной вокруг звезды. В итоге мы выйдем на точку, где установится Марс.

Альтернативные способы полета до Марса

Сейчас нам приходиться ждать, чтобы отправить корабли. Но когда человек появится на Марсе, то любые задержки приведут к катастрофе. Космическое пространство – опасное место. Особенные неприятности приходят от фонового космического излучения, которое на несколько часов способно создавать масштабные солнечные бури. Поэтому важно сократить время на поездку.

Ядерные запуски

Ядерные ракеты функционируют на принципе нагрева рабочей жидкости в ядерном реакторе. Далее он взрывается в сопле на огромной скорости для формирования тяги. В таком топливе накапливается огромный энергетический запас, поэтому можно развить высокую скорость и сократить поездку до 7 месяцев.

Магнето-плазматические ракеты

Это технология с переменным удельным импульсом. Перед вами ЭМ-двигатель, который для ионизации и обогрева пропеллента задействует радиоволны. При этом формируется плазма, которая выталкивается на высоком ускорении. Это бы привело к полету в 5 месяцев.

Антиматерия

Сейчас ведется разработка концепции ракет на антиматерии. Это максимально плотное топливо. Когда частички материи встречаются с материей, то трансформируются в чистую энергию. На 10 миллиграммах такого топлива можно добраться к Красной планете за 45 дней. Правда на создание уйдет 250 миллионов долл.

Будущие миссии

Мы пока не знаем, на чем сосредоточатся ученые при запусках в 2030-х гг. Возможно, они будут ориентироваться не на скорость, а безопасность. Но космические открытия происходят внезапно, поэтому у нас есть шанс отыскать альтернативные варианты.

Первым, кто непросто задумался о том сколько лететь человеку на Марс, а провёл технический анализ этой возможности, ещё в 1948 году стал , учёный, один из основоположников современного ракетостроения. После него идея такого перелёта рассматривалась как первыми космическими державами, так и частными компаниями.

Сколько лететь до Марса с Земли километров

Марс является четвёртой планетой от Солнца и ближайшей к Земле, после Венеры. Миссия на Венеру сложна из-за её климатических условий:

огромное атмосферное давление;
кислотные дожди;
высокая температура.

У нас там нет шансов!

Климатические условия Марса наиболее пригодны для посещения. Дистанция между планетами по космическим меркам микроскопическая. Но лететь до Марса человеку придётся очень много, десятки, а то и сотни миллионов километров.

Суть, сколько лететь от Земли километров во многом зависит от конкретной траектории - маршрута пути. Обычно он имеет форму «большой дуги», которая изящно связывает время запуска на Земле с точкой назначения. Эти дуги во много раз длиннее, чем прямолинейное расстояние между двумя небесными объектами в определённый момент времени.

Давайте зададимся вопросом: - Сколько лететь до Марса?

Предположим, что для наших расчётов мы используем простой маршрут по прямой, где расстояние минимальное.

Исходя из того, что планеты в солнечной системе вращаются вокруг Солнца, каждая по своей эллиптической орбите, со своей уникальной скоростью, а удалённость между двумя планетарными объектами будет постоянно меняться. Учёным удалось выяснить дистанцию, сколько лететь километров по линейной траектории от Земли до Марса:

Максимальное расстояние составит 401 330 000 км.
Средняя длина пути – 227 943 000 км.
Минимальное, которое нам нужно будет преодолеть – всего, то 54 556 000 км.

Планеты достигают это минимальное расстояние друг к другу примерно каждые два года. И это идеальное время для запуска миссий.

Где должен быть Марс во время запуска?

Лететь в пункт назначения по прямой линии не получится. Ранее было сказано, что планеты постоянно движутся. В этом случае космический корабль просто не встретит на своём пути красную планету, и нужно будет её догонять в теории. На практике это невозможно у нас пока нет таких технологий чтобы преследовать планетарный объект.

Поэтому для полёта нужно выбирать запуск, когда прибытие на орбиту совпадает с прибытием самого Марса в том же месте или прийти раньше и позволить ему догнать нас.

Практически - это означает, что вы можете начать своё путешествие только тогда, когда планеты займут правильное расположение. Такое окно запуска открывается каждые 26 месяцев. В это время космический корабль может использовать то что считается наиболее энергоэффективным путём перелёта известному как траектория Гомана но об этом поговорим позже.

Орбитальная механика или сколько километров нужно преодолеть

Поскольку эллиптические орбиты Земли и Марса удалены от Солнца на разное расстояние, а планеты движутся по ним с разной скоростью, расстояние между ними значительно варьируются. Как отмечалось ранее примерно каждые два года и два месяца планеты достигают своей ближайшей точки друг к другу. Эта точка называется « », когда Марс может находиться на минимальном расстоянии от Земли, от 55,68 до 101,39 миллиона километров, в зависимости от того, какой это год.

Через тринадцать месяцев после противостояния он достигает соединения. Что означает, красная и голубая планета находятся на противоположных сторонах Солнца и как можно дальше друг от друга. Очевидно, если мы хотим добраться к цели быстрее, лучше всего запланировать вылет в точке противостояния. Но не всё так просто!

Быстрое путешествие было бы возможным если межпланетный корабль следовал по прямому пути. К сожалению, космические путешествия намного сложнее чем прямая линия. Орбитальная механика каждой из планет уникальна. Все планетарные тела солнечной системы находится в постоянном движении и это делает путешествие действительно сложным.

Так сколько нужно пролететь километров путешествуя к Марсу с Земли? Давайте попробуем разобраться. Если вы всё ещё думаете, что лучший способ добраться до цели — подождать, пока две планеты будут находиться ближе всего друг к другу, затем направить ракету на цель и совершить перелёт. То знайте, это не будет работать по нескольким причинам:

Во-первых, гравитация Земли будет изгибать траекторию любого запущенного аппарата. Чтобы устранить этот фактор, предположим, ракета размещена на далёкой орбите вокруг Земли, где гравитация слабая, а орбитальное движение медленное, что позволяет пренебречь обоими фактами. Даже тогда эта ракета всё ещё вращается вокруг Солнца вместе с Землёй, и движется со скоростью около 30 км/с. Так что, если ракета продолжит лететь к намеченной цели она сохранит скорость Земли и начнёт своё вращение вокруг Солнца одновременно двигаясь в контрольную точку полёта.
Во-вторых, если мы вылетим, когда Марс находится ближе всего к Земле, за то время пока космический корабль движется в направлении к цели, планета уйдёт по своей орбитальной траектории задолго до того, как корабль преодолеет расстояние.
В-третьих, вся система доминировала под действием силы тяжести Солнца. Все объекты движутся по орбитам или траекториям, которые по законам Кеплера являются частями конических сечений, в данном случае - эллипсов. В общем, они изогнуты.

Отправляясь к заветной цели во время противостояния, на деле ближайшее расстояние окажется куда более значительное. Чтобы преодолеть его необходимо использовать большое количество топлива. К сожалению, мы технически не можем увеличить объёмы баков. Поэтому для полёта к Марсу астрофизики разгоняют корабль, а дальше он летит по инерции неспособный сопротивляться гравитации небесных тел, что значительно увеличивает расстояние так, как аппарат летит по большой дуге. Такой маршрут представляет половинный отрезок гелиоцентрической орбиты вокруг Солнца между Марсом и Землёй.

Напомним: гелиоцентрическая орбита - эллиптическая траектория движения небесного тела вокруг Солнца.

Давайте подсчитаем, длина половины орбиты Земли 3.14 а.е. у Марса 4.77 а.е. Нам нужна средняя орбита между планетами, половина её длины 3.95 а.е. умножим на расстояние 1 а.е. и округлим.

Напомним: одна астрономическая единица (1 а.е.) равна 149597868 км.

Выходит, приблизительное расстояние которое придётся преодолеть будет равным около 600 миллионов километров. Для более точного вычисления сколько лететь километров используют более сложные алгоритмы.

Сколько по времени лететь на Марс

На вопрос, сколько нужно лететь по времени до Марса нельзя ответить однозначно.
Время перелёта зависит от ряда факторов:

скорости аппарата;
маршрута пути;
взаимное расположение планет;
количества груза на борту (полезная нагрузка);
количество топлива.

Если взять за основу первые два фактора, то можно теоретически рассчитать сколько лететь до Марса от Земли по времени. Чтобы аппарату отправится в космическое путешествие ему нужно взлететь с Земли и преодолеть её притяжение.

Научные факты: Для того чтобы попасть на околоземную орбиту скорость ракеты должна равняться не менее 7,9 км/с (29 тыс. км/ч). Чтобы отправить корабль в межпланетное путешествие нужно чуть больше 11,2 км/с (40 тыс. км/ч).

В среднем путешественники совершают межпланетный перелёт на скорости около 20 км/с. Но есть и рекордсмены.

Самым быстрым аппаратом, запущенным человеком в космос, является зонд «Новые Горизонты». Ни до, ни после New Horizons, межпланетные аппараты не улетали с Земли, со скоростью 16,26 км/с. Но если мы будем говорить о скорости на гелиоцентрической орбите, то к 16,26 км/с нужно добавить скорость Земли - это 30 км/с, и мы получаем приблизительно 46 км/c относительно Солнца. Это впечатляюще — 58536 км/ч.

Учитывая эти данные время продолжительности полёта до Марса по самой короткой, прямой траектории займёт 941 час или 39 земных дней. Лететь по маршруту, соответствующей среднему расстоянию между нашими планетами, человеку придётся уже 3879 часов, или 162 дня. Длительность перелёта при максимальном удаление составит 289 дней.

Давайте помечтаем и представим, что мы отправились к Марсу на самолёте по прямой. Если лететь на самолёте 54,556 миллиона километров, а средняя скорость современных пассажирских самолётов составляет около 1 тыс. км/ч, то понадобится 545560 часов, или 22731 день и 16 часов. А ещё впечатляющи это выглядит в годах почти 63 года. А если мы полетим по эллипсу, то этот показатель увеличится 8–10 раза это в среднем 560 лет.

Сколько земных лет дней часов лететь человеку до Марса

Сколько времени нужно, чтобы долететь человеку до Марса от Земли? Если вы мечтаете когда-нибудь стать космонавтом в первом пилотируемом перелёте, будьте готовы к длительному путешествию. Учёные предполагают, что поездка туда и обратно займёт около 450 земных дней в среднем 10800 часов или 1.2 лет.

Прогнозы: сколько лететь по времени

Самая важная переменная о том, сколько времени потребуется человеку, чтобы добраться до Марса, очевидна - как быстро вы едете? Скорость определяющий фактор. Чем быстрее мы сможем разогнать корабль, тем быстрее прибудем к месту назначения. Время полёта на самой быстрой ракете по маршруту с самым коротким линейным расстоянием между планетами составит не более 42 земных дней.

Учёные запустили целую кучу межпланетных модулей, поэтому у нас есть приблизительное представление о том, сколько времени это займёт при использовании современных технологий.

Так в среднем космическим зондам удаётся добраться до Марса от 128 до 333 дней.

Если мы попытаемся отправить человека сегодня, лучшее, что мы могли бы реально сделать - особенно учитывая, что мы будем отправлять большой пилотируемый корабль, а не просто зонд размером с внедорожник. Собрать межпланетный корабль на орбите Земли, заправить его топливом и отправить в полёт.

Технический магнат , возглавляющий SpaceX, говорит, что его Межпланетная транспортная система сможет справиться с поездкой всего за 80 дней, а в итоге сможет путешествовать всего за 30 дней.

Страны всего мира проводят исследования сколько займёт полёт человека до Марса. Исследование в 90-х годах в теории предполагали отправить человека в 2000-х. Минимальный путь занял бы 134 дня в одну сторону, максимальный 350. Предполагалось, что полёт состоится с экипажем от 2 до 12 человек.

По расчётам учёных компании время в путешествии займёт около 210 дней или 7–8 месяцев

Согласно NASA, на межпланетное путешествие с людьми потребуется около шести месяцев, чтобы добраться до Марса, и ещё шесть месяцев, на возвращение. Кроме того, астронавтам придётся провести на поверхности 18–20 месяцев, прежде чем планеты снова выровняются для обратной поездки.

Теперь о том, как на самом деле добраться до нашей соседней планеты и сколько это займёт времени.

Сколько лететь до Марса считается довольно просто: около Земли даём импульс на разгон и переходим на эллипс, который касается обеих орбит. Долетев до Марса снова даём импульс на разгон и переходим на его орбиту. Время полёта можно посчитать по третьему закону Кеплера.

Почему лететь так долго

Почему мы не можем добраться сейчас быстрее:

Первая причина – это огромные расстояния. Минимальная дистанция исчисляется даже не миллионами, а десятками миллионов километров. Напомню, что максимальное расстояние до планеты 401330000 км.
Вторая причина – технологическая. Самый распространённый вид двигателей, применяемый для полётов в космос – химический ракетный реактивный двигатель. Он способен разогнать космический аппарат до очень больших скоростей. Но работают такие двигатели не более нескольких минут, причиной тому – слишком большой расход топлива. Почти весь его запас ракета тратит на то, чтобы оторваться от поверхности и преодолеть силу притяжения планеты. Брать в полёт дополнительный запас горючего на сегодня не представляется возможным по техническим причинам.

Как добраться до Марса с наименьшим количеством топлива

Сколько понадобится топлива, чтобы долететь до Марса? Важнейшим аспектом межпланетных перелётов является запас топлива на ракете. При использовании химических ракетных двигателей, а реальных альтернатив им пока что нет, топлива нужно очень много.

Во-первых, это связано с необходимостью преодолеть силу притяжения Земли. И чем больше масса корабля – тем больше нужно энергии на взлёт, а соответственно и топлива.
Во-вторых, даже если выбрать наиболее экономичный маршрут полёта, ракете необходимо набрать не меньше 11,59 км/с. В пересчёте на привычные единицы измерения, это 41724 км/ч.

Кроме набора скорости, при приближении к Марсу космическому аппарату необходимо её сбросить, а добиться этого можно только, если запустить двигатели, и соответственно потратить топливо. Нельзя забывать и о работе систем жизнеобеспечения, ведь перелёт предполагается с участием людей.

Можно долететь до Марса потратив меньше времени, но и топлива нужно будет израсходовать больше. Это связано с необходимостью увеличения темпа полёта. В этом случае и на торможение расход топлива увеличится.

Основная задача инженеров - как добраться на Марс с наименьшим количеством топлива была решена ещё в 1925 году Вальтер Гоманном. Суть его метода - вместо того, чтобы направлять ракету прямо к планете, нужно увеличить её орбиту, как результат она будет следовать по большей орбите вокруг Солнца, чем Земля. В конце концов ракета пересечёт орбиту Марса - в тот самый момент, когда он тоже будет там.

Такой метод перемещения, инженеры называют орбитой передачи минимальной энергии - используя его для отправки космических кораблей с Земли на Марс с наименьшим количеством топлива.

Как быстрее долететь - возможные маршруты

Есть несколько путей, которыми можно добраться до пункта назначения. Всего их три, все они отличаются только по двум параметрам – скорости движения в космическом пространстве и временем в полёте.

Эллиптическая траектория

Самым экономичным, но и самым долгим вариантом является эллиптическая траектория полёта. А также её называют «Гомановской», в честь немецкого учёного Вальтера Гомана. В таком случае космический аппарат пройдёт по касательной к орбите Марса, двигаясь по эллипсу. Для перелёта по такому маршруту потребуется разогнать ракету до 11,59 км/с. Время в пути составит 259 суток, так как необходимо преодолеть большее расстояние, чем при движении по двум другим траекториям. Для перехода на простейшую «Гомановскую» траекторию потребуется увеличить темп движения околоземного спутника на 2.9 км в секунду.

За время освоения космоса учёные отправили несколько спутников для изучения именно по Гомановской траектории. Это были как советские аппараты, так и американские.

Параболическая траектория

Вторым вариантом является параболическая траектория полёта. Для выхода на неё потребуется разогнать корабль до 16,6 км/с. Время в пути составит всего 70 суток. В этом случае сильно возрастает расход топлива для разгона ракеты, а также для торможения перед приземлением. Учёные оценивают рост энергетических затрат при полёте по параболическому маршруту в 4,3 раза, если сравнивать её с эллиптическим.

Параболическая траектория подразумевает движение аппарата по линии в форме параболы.

Несмотря на повышающиеся затраты за топливо, полёт по параболическому маршруту очень привлекательны для учёных. В первую очередь за счёт снижения затрат на защиту экипажа от радиации, а также на запасы провизии, кислорода и других средств жизнеобеспечения.

Гиперболическая траектория

Последняя из возможных траекторий – гиперболическая. Для полёта по такой траектории аппарат необходимо разогнать до скоростей, превышающих третью космическую (16,7 км/с). При движении по гиперболической траектории, ракета должна как бы пролететь мимо Марса, изменив направление движения, попав в его гравитационное поле. Линия полёта в таком случае похожа на гиперболу. Приземление становится возможным, если вовремя запустить двигатели для торможения рядом с планетой.

Идеи чтобы уменьшить время полёта

В зависимости от начальной скорости полёта с Земли (от 11.6 км в секунду до 12 км в секунду) продолжительность полёта к Марсу изменяется от 260 до 150 суток. Чтобы уменьшить время межпланетного перелёта нужно увеличить скорость, что повлияет на уменьшение длины дуги эллипса маршрута пути. Но при этом увеличивается встреча с Марсом: c 5.7 до 8.7 км в секунду, что усложняет полёт необходимостью безопасного снижения для выхода на марсианскую орбиту или с целью посадки на поверхность. В таком случае если мы хотим быстрее добраться нам нужны новые двигатели чтобы разогнать корабль и успеть затормозить.

Чтобы ускорить время перелёта нужно использовать другие виды ракетных двигателей, например, электрические реактивные ракетные двигатели и даже ядерный.

Плюсом электрических двигателей является возможность длительной работы, вплоть до нескольких лет. Но тягу такие устройства развивают очень слабую. Даже оторваться от Земли на такой ракете пока что невозможно. В космическом пространстве электрические двигатели могут развить очень высокую скорость. Выше чем существующие химические двигатели. Правда времени у него на это уйдёт до нескольких месяцев. Для межзвёздных перелётов такая разработка ещё подходит, но на Марс лететь с таким двигателем нецелесообразно.

Если ионные двигатели нам не подходят, то тогда какие технологии будущего могут сократить время в пути до нескольких дней?

Есть следующие идеи о том, как ускорить полёт на Марс:

Использование ядерных ракет, основой которых является нагревание сжиженного топлива, а затем выбрасывание его из форсунки на очень высокой скорости. Предполагается, что ядерная ракета может сократить время перелёта на Марс примерно до 7 месяцев. Некоторые учёные считают, что современные двигатели, работающие на ядерной энергии, смогут сократить поездку до 39 дней. Вы можете представить, как быстро будет летать этот космический корабль? Ядерные ракетные реактивные двигатели ещё не зашли дальше наземных прототипов, но учёные постоянно трудятся над реализацией такого проекта.
Использование магнетизма. Технология магнетизма основана на использовании специального электромагнитного устройства, которое будет ионизировать и нагревать ракетное топливо, превращая его в ионизированный газ или в плазму, что ускорит космический корабль. С помощью этого метода полёт может быть сокращён до 5 месяцев.
Использование антивещества. Это самая странная из идей, хотя она может оказаться самой успешной. Частицы антивещества могут быть получены только в ускорителе частиц. Огромное количество энергии выделяется при столкновении частиц и античастиц. Это может быть использовано во многих полезных вещах. По предварительным расчётам, чтобы корабль достиг цели, потребуется всего 10 миллиграмм антивещества. Тем не менее, необходимо будет потратить не менее 250 миллионов долларов на производство 10 мг антиматерии. Перелёт на Марс с использованием антивещества займёт всего 45 дней!

Сколько будет стоить путешествие?

Помимо того, что лететь очень долго, это ещё и недешёвое мероприятие, возникают вопросы сколько стоит лететь до Марса.

Одна оценка затрат, связанных с отправкой людей, была сделана при администрации Джорджа Буша-старшего. Диапазон варьировался от 80 до 100 миллиардов долларов. Более поздние исследования, сузили это до 20-40 миллиардов долларов.

По словам миллиардера Илона Маска, перелёт будет стоить менее 500 000 долларов в конце концов, это не так уж много. Он говорит, что цена может со временем снизиться до 100 тысяч долларов. И не стоит беспокоиться об обратной поездки, потому что, по словам Илона, она будет бесплатной.

Зачем лететь на Марс

Причин для организации такой миссии достаточно много.

Первая – исследовательская. Марс по многим признакам похож на Землю, и по мнению учёных, раньше на планетах была одинаковая атмосфера, и вероятно – жизнь. Масштабные исследования должны дать ответ на вопрос, присутствует ли жизнь сейчас, действительно ли планеты так похожи, и по какой причине он стал пустынным миром. Фотографии показывают множество интересных и необъяснимых явлений на поверхности, которые человечество также рвётся изучить.

Вторая причина – колонизаторская. Существуют теории, по которым можно искусственно воссоздать атмосферу. Следовательно, развить экосистему. Это означает, что в будущем там смогут расти земные растения, жить животные и конечно же люди.

Третья причина – человеческое любопытство. Это та сила, которая позволила пройти путь от древних людей с примитивными орудиями труда до цивилизации, способной запускать исследовательские спутники в отдалённые уголки вселенной. Одним из примеров такой миссии стала посадка автоматического аппарата на поверхность кометы!

Сколько существует нерешённых проблем перелёта

Помимо долгой поездки, пилотируемая миссия представляет много других трудностей:

Учёные беспокоятся о том, что космонавты будут подвергаться воздействию космических лучей и других излучений во время долгого путешествия. Они также обеспокоены физическими эффектами, которые космонавты испытывают при длительном воздействии среды с низкой гравитацией и слабой освещённостью.

Возможно, самый трудный для прогнозирования фактор - это психологический эффект, который космонавты могут испытать в результате изоляции. Никто точно не уверен, какой психический стресс будет вызван из-за отсутствия контакта с друзьями и семьёй, которых космонавты оставляют позади.

Другие препятствия такой пилотируемой миссии включают в себя: топливо, кислород, воду и пищу для космонавтов.

Вывод

Полёт на Марс – это технически очень сложная и дорогостоящая идея. Те, кто первыми ступят на поверхность Красной планеты, разгоняться до невероятных скоростей, и преодолеют миллионы километров. Чтобы они в целости и сохранности добрались до пункта назначения, учёным необходимо придумать средства защиты от космической радиации, а также потрудиться над созданием и совершенствованием систем жизнеобеспечения. Необходимо точно просчитать массу корабля и полезной нагрузки, выбрать оптимальный маршрут полёта.

Главная > Математика