Скільки років летіти до марсу. Скільки летіти до Марсу за часом, чи можливий такий політ

Марс завжди привертав до себе увагу вчених, письменників-фантастів та простих обивателів. Близькість до Землі цієї планети дозволяє її розглядати як найближчу мету у майбутніх міжпланетних подорожах

Скільки годин, днів, місяців людині летіти до Марса?

Давайте уявимо, що ми вирушимо в політ на Марс, підгадав виліт так, щоб нам потрібно долати мінімальну відстань. У такому випадку апарат, що летить з такою самою швидкістю як і Saturn-V, долетить до місця призначення приблизно за 870 годинабо 36 земних днів.

А тепер уявімо, що на Марсі нам не сподобалося і ми захочемо додому, то краще нам повертатися якнайшвидше. З кожним місяцем термін на зворотну подорож збільшуватиметься. У 2027 році на дорогу на Землю нам знадобиться вже 258 днів (8.6 місяців). Хоча є варіант дочекатися 2035 року і знову полетіти коротким маршрутом за 36 днів.

Скільки летіти зі швидкістю світла?

Світло від Марса досягають Землі протягом 3 хвилинколи планети знаходяться на найближчій один від одного відстані. Саме стільки часу знадобилося б людині, щоб досягти цієї планети на космічному кораблі, що рухається зі швидкістю світла.

Чому час, необхідний на політ до Марса, постійно змінюється?

Перший корабель, який долетів до Марса, був Mariner4 у 1964 році. Зробив він це за 228 днів. Після цього були здійснені запуски ще кількох кораблів, і щоразу час польоту відрізнявся один від одного у більший або менший бік. Якщо врахувати, що швидкість сучасного космічного корабля становить 20 000 км/год, можна прорахувати, що політ у ньому займе 115 днів. Але тоді не зрозуміло, чому практично всі послані туди кораблі добираються набагато довше.

Нещодавно політ дослідницького зонда дорівнював більше 8 місяців. При сучасному розвитку технологій подорож на Марс може зайняти від 150 до 300 днів.

Такий розкид пов'язаний із впливом на час проходження маршруту цілого ряду факторів:

• стартової швидкості;
• розташування планет щодо один одного;
• закладеної траєкторії польоту;
• кількості палива.

Все пояснює рух планет своєю орбітою навколо Сонця. Тому неможливо зробити прямий запуск ракети. Адже доки вона долетить до Марса, він уже встигне далеко просунутися своєю орбітою. Тому, щоб точно розрахувати, скільки часу летіти, треба закладати розрахунки на випередження. Тобто, теоретично треба прорахувати те місце, куди просунеться Марс за час польоту ракети, і саме туди її і направити.

Другою дуже важливою проблемою є кількість палива, що витрачається. Сьогодні саме він є пріоритетним завданням для космічних інженерів. Кораблі сьогодні запускаються такою траєкторією, яка дозволяє досягти максимальної економії пального.

Скільки кілометрів до Марсу?

Марс – це четверта планета від сонця та друга щодо земної орбіти. Оскільки Сонце утримує всі планети різних орбітах, то відстань до Марса від Землі постійно змінюється. Коли вперше було зроблено знімок за допомогою телескопа Хаббл, ця відстань становила 55 млн. км. На такій відстані планети бувають один раз протягом року, саме в цей час туди надсилаються розвідувальні станції. Вченими було вираховано, що й Марс перебувати у певній точці орбіти, званої Перигелия, а Земля у точці Афелія, відстань з-поміж них становитиме 54,6 млн. км. Однак такого розташування планет людство поки що не спостерігало.

Скільки часу летіти людині на Марс?

Над цим завданням сьогодні працюють багато фахівців у різних країнах. Для її вирішення потрібен новий вид палива. До того ж треба щось робити із сприйнятливістю людини до різних видів космічної радіації. Вона накопичується практично у всіх частинах його тіла і не виводиться згодом до кінця життя. Якщо організм космонавта не буде захищений від радіації, він не зможе протриматися в космосі і двох годин.

Тому важливо вирішити проблему того, скільки летіти на ракеті. Зі зменшенням часу буде зведений до мінімуму ризик отримати космічне опромінення, а також буде потрібно менше запасів, необхідних космонавтам для життя.

Для того, щоб повернутися з Марса додому, космонавтам доведеться чекати наступного протистояння. А це займає чимало часу. За останніми підрахунками, воно може доходити до 16 місяців. При цьому треба врахувати, що після протистояння Земля стрімко втече вперед, оскільки має високу орбітальну швидкість. Тому через три місяці планети настільки віддалятися один від одного, що повернутися на землю космонавти не зможуть.

Вчені порахували, щоб уможливити польоти з Землі на Марс космічні кораблі повинні розвивати швидкість 18 км/с. А для здешевлення місії здійснюватиме відправлення міжпланетних кораблів з Місяця. Тому для вдалого часу польоту важливо визначити час оптимальної відстані від Місяця до Марса.

А поки що при сучасному рівні розвитку космічної науки така експедиція на Марс може тривати близько двох років. І тому польоти на цю загадкову планету залишаються справою майбутнього. Нам залишається вірити і чекати, коли у розпорядженні у людини з'являться нові технології, які дозволять побудувати супершвидкісні марсіанські кораблі, які використовують суперекономне пальне.

Кожна людина іноді звертає свій погляд на зоряне небо. Скільки людей можуть самі знаходити крихітну червону зірку - Марс. Ця дивовижна планета давно стала дуже привабливою для кращих умов людства. Така близька і така далека. Марс є сусідом Землі, ближче розташована лише Венера, умови на якій відбивають будь-яке полювання відвідати її найближчим часом.

Інша справа Марс. Звичайно, всі ми знаємо, що і на цій планеті не вдасться комфортно відпочити у відпустці, але можна вижити, використовуючи вже доступні людям технології. Але чи легко це зробити? Які перешкоди слід подолати людству для здійснення цієї амбітної мрії? Летіти чи не летіти?

Скільки летіти до Марсу за часом

Важливим чинником підготовки польоту на Марс є розрахунок часу, необхідного подолання відстані між небесними тілами. Знаючи швидкість зорельота та відстань від Землі до Марса, легко підрахувати час на здійснення експедиції, правда? Ні, не так.

Справа в тому, що кожна планета обертається по своїй орбіті навколо сонця і дистанція між ними безперервно змінюється, найбільше зближення планет (в астрономії зване протистоянням), коли вони знаходяться на відстані "всього" 55 млн км один від одного буває кожні два роки. У решту часу дистанція між небесними тілами більшадосягаючи максимуму в 401 млн км (коли планети знаходяться на протилежних сторонах від сонця).

З курсу фізики відомо, що неможливо подолати швидкість світла (близько 300 тис. км/с). Отже, теоретично, людство колись зможе винайти спосіб пересування у просторі, близький до світлового бар'єру. Світло (радіохвилі) проходить від Землі до Марса трохи більше 3 хв, якщо планети перебувають у положенні протистояння, і за 22,37 хвилини у разі максимально далекого розташування небесних тіл.

Космічний корабель, що рухається зі швидкістю, близькою до швидкості світла, міг би подолати ці дистанції за час, близький до озвучених значень (не враховуючи часу на розгін і гальмування з перевантаженнями, не смертельними для людини). Крім того, з теорії відносності Ейнштейна, для астронавтів, що рухаються з такими швидкостями, час уповільнюється. Так що для мандрівників така місія стала б легкою прогулянкою.

Але це в теорії поки що невідомо, чи можна в принципі створити такі швидкохідні транспортні засоби, тому розглянемо ситуацію, виходячи з того, що має людство зараз і здатне створити у найближчому майбутньому.

Логічно вибрати для космічної подорожі момент, коли планети знаходяться максимально близько одна від одної. Але тут не все просто. Якщо наш корабель попрямує до тієї точки, де знаходиться Марс у момент старту, то він промахнеться, оскільки планета встигне переміститися на значну відстань під час експедиції. Отже, треба розрахувати траєкторію із попередженням, щоб зустрітися з планетою у розрахунковій точці. Слід враховувати і сили тяжінняздатні змінювати траєкторії руху космічних тіл.

Всі ці розрахунки вже давно зроблено, і до Марса успішно відправили космічні зонди і станції. Нижче наведено деякі з успішних польотів на Марс космічних апаратів:

• Mariner 4. Запущений у 1964 році, час у дорозі – 228 днів.
• Mariner 6. 1967 рік - 156 днів.
• Mariner 7. 1969 - 131 день.
• Mariner 9. 1971 - 156 днів.
• Viking 1. 1976 - 335 днів.
• Viking 2. 1976 - 365 днів.

Чому ж так відрізняється час польоту, якщо середня швидкість космічних кораблів була приблизно однакова - трохи більше 20 тис. км/год, чи можна долетіти до «червоної» планети швидше? Вся справа якраз у відстані, що змінюється, між небесними тілами і необхідності будувати траєкторію польоту з урахуванням руху планет по своїх орбітах. І також важлива не лише дистанція між Марсом та Землею, Але і запас палива, необхідний для маневрів і м'якого приземлення на поверхню планети, адже в обмежений об'єм корабля неможливо взяти скільки завгодно багато пального.

В даний час створені і більш швидкі кораблі, наприклад New Horizons, який здатний рухатися зі швидкістю 58 тис. км/год і теоретично може досягти Марса за 39 днів у період мінімальної відстані між планетами і за 289 днів - максимальної.

Планування космічних місій за участю людини йде повним ходом як у нашій країні, і там. А це завдання набагато складніше, ніж відправити безлюдний космічний апарат з квитком в один кінець. Підраховано, що мінімальний час для експедиції в обидва кінці становить приблизно 500 днів. Такий великий часовий інтервал обумовлений тим, що повернення на Землю доведеться почекати повторного протистояння.

Після старту космічного кораблянаша планета почне стрімко йти вперед, тому що орбітальна швидкість Землі набагато вища. Тому вже за три місяці (а для польоту на Марс потрібно більше часу) планети розійдуться настільки, що повернення стане вже неможливим до наступного протистояння.

Підраховано, що для успішної місії протягом одного циклу мінімальна швидкість корабля повинна становити 18 км/c (64800 км/год), а це поки що не можна досягти. У розташування людини нібито була ракета Saturn V майже досягає цього показника (здатна розганятися до 64500 км/год), але незрозуміло, чи це містифікація чи технологія її виробництва втрачена.

Однак, технічний прогрес не стоїть на місці, розробляються нові двигуни, що працюють на інших фізичних принципах і рано чи пізно у людства з'явиться космічний транспорт із необхідними характеристиками. але щоб місія польоту на Марс за участюлюдини була успішною, необхідно вирішити ще багато проблем.

Як видно, умови на планеті суворі, але це поки що єдине відоме небесне тіло, де людина може вижити, використовуючи певні захисні засоби, адже це не плюс 460 °C, як на Венері.

Які завдання треба вирішити для польоту на Марс людини

Чи впорається психіка

У 2007-2011 роках. був проведений експеримент з імітації польоту на Марс. Група людей мала перебувати в замкнутому просторі протягом 520 днів. Хоча за умовами експерименту будь-який учасник міг відмовитися від дослідження та залишити приміщення у будь-який час, деякі добровольці виявили психічні розлади. А що буде у реальному польоті?

Чи стримує організм

У людства є досвід перебування в умовах невагомості протягом півроку, але навіть з урахуванням постійних фізичних навантажень, процес адаптації після повернення на Землю відбувається дуже важко і довго, адже м'язи і кістки встигають атрофуватися без дії сили тяжіння. Звичайно, кожен землянин відчув себе суперменом в умовах тяжіння Марса (1/3 від земного), де людина масою 100 кг важитиме всього 39 кг. Але до Марса треба ще долетіти, як ми з'ясували на це піде 6-7 місяців у тісному замкнутому просторі, позбавленому всіляких зручностей. А повернувшись назад на Землю, зіткнутися з усіма «принадами» зворотної адаптації.

Радіація

Можливо, найбільша проблема на шляху людини до інших планет. І в процесі польоту і на самому Марсі, позбавленому магнітного поля, людина піддаватиметься впливу космічної радіації. Чи зможе впоратися з нею захисна обшивкакосмічного корабля, чи можна захиститися від радіації у сучасних скафандрах?

Людина сформувався Землі, ніхто не знає, що чекає його у разі тривалого перебування в незвичних для організму умовах Марса. Поки що більше запитань, ніж відповідей:

Скільки цих та інших питань ще чекають відповідей? Але в усі часи людина кидала виклик природі, і вже зараз існують програми з підготовки польоту на Марс, набираються групи з відбору добровольців-ентузіастів, які готові ризикнути собою задля здійснення найзаповітнішої мрії людства – подорожі до зірок.

Чому Марс викликає такий інтерес, і чим ця планета Сонячної системи так відрізняється від решти, що тисячі людей готові витратити кілька років свого життя на дорогу до неї, а може, і все життя, щоб там залишитися.

Марс - це найяскравіша планета після Місяця, незважаючи на те, що за величиною ця планета посідає сьоме місце серед планет Сонячної системи. Час, необхідний, щоб сонячні промені, відбиті від Марса, досягли Землі коливається від 3 до 22 хвилин залежно від розташування планет.

Його видима зоряна величина стає максимальною під час протистояння. Поблизу Землі Марс посідає друге місце після Венери.

Теоретично розраховано, що до Червоної планети 115 днів шляху. Насправді політ однією сторону займає 130-300 днів.

Відстань між Землею та Марсом

Тим не менш, щоб дізнатися скільки летіти до Марсу за часом, потрібно знати точну відстань між ним та Землею.

Обидві планети рухаються своєю орбітою навколо Сонця, кожна зі своєю орбітальною швидкістю. Ось чому не можна однозначно відповісти на питання скільки кілометрів від Землі до Марса. Адже ця величина є непостійною, і змінюється кожну секунду. Середня відстань між ними становить близько 225 мільйонів кілометрів.

Мінімальною відстань між Землею та Марсом стає при знаходженні Землі між Сонцем та Марсом, і дорівнює приблизно 56 млн км.

У момент розташування Сонця між Землею та Марсом, відстань між планетами досягає максимуму, збільшуючись у 7 разів.

Як дізнатися час польоту від Землі до Марса

Чинниками, які впливають тривалість шляху, вважають:

• відстань між планетами,
• швидкість космічного корабля.

Щоб виміряти скільки часу займе політ застосовуються обчислення набагато складніше, ніж лінійний вимір відстані, оскільки траєкторія польоту залежатиме від постійно рухаються по двох різних орбітах тіл. Для її визначення необхідно обчислити точне перебування кожної з планет у певний момент часу, розрахунки ведуться з випередженням.

Відстань між планетами зменшується кожні 26 місяців під час протистояння. Раз на 15-17 років настає момент, коли людині летіти до Марса найшвидше. Протягом 1-2 тижнів відстань між Марсом та Землею досягає мінімального значення. Цей період зазвичай використовується для дослідних польотів, що становить від 130 до 300 днів.

Що спільного між Землею та Марсом і чим вони відрізняються

Діаметр Марса в 2 рази менший за діаметр Землі, а маса в 10 разів менший. Площа Марса дорівнює площі земної суші.

Клімат на північній та південній півкулях значно відрізняються. Температура на Марсі коливається від -150 до +20. На Марсі розташований згаслий вулкан, періодично спостерігається активність гейзера.

Однією з небезпек Марса вважаються потужні пилові бурі, які можуть бути джерелом сильної радіації.

Хоча води в рідкому вигляді на планеті немає, зафіксовано випадання снігу, що випаровується, не досягаючи поверхні. Є запаси води як льодовиків.

Марсіанська доба триває 24 години 40 хвилин, що дозволяє говорити про можливість вирощувати рослини. Цикл року становить 687 земних днів, або 669 марсіанських. Весна та літо на Марсі тривають понад половину року.

Атмосферний тиск трохи більше 6 мбар, що у 160 разів менше від земного. Сама атмосфера розріджена, і на 95% складається із вуглекислого газу. Відсутність магнітосфери разом із космічним випромінюванням у результаті дає сильну радіацію лежить на поверхні Марса, в 100 разів сильніше, ніж Землі.

> > > Скільки летіти до Марсу

Дізнайтесь, скільки летіти до Марсу за часом: опис обертання по орбіті, відстань від Землі, історія запусків апаратів, дослідження, нові методи з фото.

Червону планету можна легко знайти без використання приладів. В окулярі телескопа вона нагадує червону зірку. З перервою на два роки Марс і Земля максимально зближуються. У цей час відстань від Землі до Марса складає 55000000 км. Саме цей момент використовують вчені, щоби відправити космічний апарат на Марс. Але виникає запитання: скільки летіти до Марса?

При обліку вирівнювання, стартової швидкості та маршруту на політ до Марса потрібно від 150 до 300 днів. Впливає також обсяг витраченого палива: що більше, то вища швидкість.

Скільки летіли місії до Марса

Вперше до Марса полетів апарат Марінер-4 у 1964 році. Йому знадобилося 228 днів, щоб долетіти до Марса. Далі вирушив Марінер-6, але вже витратив 156 днів, але в поїздку Маринера-7 всього пішло 131 днів.

Наступний космічний апарат витратив на політ до Марса 167 днів і став першим орбітальним апаратом Червоної планети.

Список інших космічних апаратів, що дісталися Марса. Тут також вказано кількість днів, які їм знадобилося, щоб долетіти до Марса:

• Вікінг-1 (1976) - 335 днів.
• Вікінг-2 (1976) - 360 днів.
• MRO (2006) – 210 днів.
• Фенікс (2008) – 295 днів.
• Curiosity (2012) – 253 дні.

Чому так довго летіти до Марса

Який же мінімальний час, щоб долетіти до Марса? При такій віддаленості та швидкості переміщення в 20000 км/год розрахунки показують тривалість 115 днів. Але річ у тому, що на практиці це число збільшується, тому що планети здійснюють оберти навколо Сонця. Не можна направити космічний апарат туди, де зараз розташований Марс, бо на момент прибуття планета вже змінить своє становище. Тому доводиться орієнтуватися на майбутнє розташування.

Важливим моментом є паливний запас. Якби воно було безкінечним, то можна було б значно скоротити час польоту. Але ми не маємо таких ресурсів.

Мінімальне паливне використання при польоті на Марс

Щоб заощадити на місії, деякі апарати намагаються витрачати мінімальну кількість палива. І тому використовують орбіту, запропоновану Уолтером Хохманном в 1925 року.

Замість напряму на планету, ви робите так, щоб орбітальний шлях корабля перевершив земний навколо зірки. У результаті ми вийдемо на точку, де встановиться Марс.

Альтернативні способи польоту до Марса

Зараз нам доведеться чекати, щоб відправити кораблі. Але коли людина з'явиться на Марсі, будь-які затримки призведуть до катастрофи. Космічний простір – небезпечне місце. Особливі неприємності надходять від фонового космічного випромінювання, яке на кілька годин здатне створювати масштабні сонячні бурі. Тому важливо скоротити час на подорож.

Ядерні запуски

Ядерні ракети функціонують на принципі нагрівання робочої рідини ядерному реакторі. Далі він вибухає у соплі на величезній швидкості для формування тяги. У такому паливі накопичується величезний енергетичний запас, тому можна розвинути високу швидкість і скоротити подорож до 7 місяців.

Магнето-плазматичні ракети

Це технологія зі змінним питомим імпульсом. Перед вами ЕМ-двигун, який для іонізації та обігріву палива задіює радіохвилі. У цьому формується плазма, яка виштовхується високому прискоренні. Це призвело б до польоту в 5 місяців.

Антиматерія

Наразі ведеться розробка концепції ракет на антиматерії. Це дуже щільне паливо. Коли частинки матерії зустрічаються з матерією, трансформуються в чисту енергію. На 10 міліграм такого палива можна дістатися до Червоної планети за 45 днів. Щоправда, на створення піде 250 мільйонів дол.

Майбутні місії

Ми поки що не знаємо, на чому зосередяться вчені під час запусків у 2030-х роках. Можливо, вони орієнтуватимуться не на швидкість, а безпеку. Але космічні відкриття відбуваються раптово, тому ми маємо шанс знайти альтернативні варіанти.

Першим, хто непросто задумався про те, скільки летіти людині на Марс, а провів технічний аналіз цієї можливості, ще в 1948 став, вчений, один з основоположників сучасного ракетобудування. Після нього ідея такого перельоту розглядалася як першими космічними державами, і приватними компаніями.

Скільки летіти до Марса із Землі кілометрів

Марс є четвертою планетою від Сонця та найближчою до Землі, після Венери. Місія на Венеру складна через її кліматичні умови:

• величезний атмосферний тиск;
• кислотні дощі;
• висока температура.

У нас там нема шансів!

Кліматичні умови Марса є найбільш придатними для відвідування. Дистанція між планетами за космічними мірками мікроскопічна. Але летіти до Марса людині доведеться дуже багато, десятки, а то й сотні мільйонів кілометрів.

Суть, скільки летіти від Землі кілометрів багато в чому залежить від конкретної траєкторії – маршруту колії. Зазвичай він має форму великої дуги, яка витончено пов'язує час запуску на Землі з точкою призначення. Ці дуги набагато довші, ніж прямолінійна відстань між двома небесними об'єктами в певний момент часу.

Давайте запитаємо себе: - Скільки летіти до Марса?

Припустимо, що для наших розрахунків ми використовуємо простий маршрут по прямій, де мінімальна відстань.

Виходячи з того, що планети в сонячній системі обертаються навколо Сонця, кожна за своєю еліптичною орбітою, зі своєю унікальною швидкістю, а віддаленість між двома планетарними об'єктами постійно змінюватиметься. Вченим вдалося з'ясувати дистанцію, скільки летіти кілометрів лінійною траєкторією від Землі до Марса:

• Максимальна відстань становитиме 401 330 000 км.
• Середня довжина колії – 227 943 000 км.
• Мінімальне, яке нам потрібно буде подолати – загалом, то 54,556 млн км.

Планети досягають цієї мінімальної відстані один до одного приблизно кожні два роки. І це ідеальний час для запуску місій.

Де має бути Марс під час запуску?

Летіти до пункту призначення по прямій лінії не вдасться. Раніше сказано, що планети постійно рухаються. У цьому випадку космічний корабель просто не зустріне на своєму шляху червону планету, і потрібно її наздоганяти теоретично. На практиці це неможливо, у нас поки що немає таких технологій, щоб переслідувати планетарний об'єкт.

Тому для польоту потрібно вибирати запуск, коли прибуття на орбіту збігається з прибуттям самого Марса в тому самому місці або прийти раніше і дозволити йому наздогнати нас.

Практично це означає, що ви можете почати свою подорож тільки тоді, коли планети займуть правильне розташування. Таке вікно запуску відкривається кожні 26 місяців. У цей час космічний корабель може використовувати те, що вважається найбільш енергоефективним шляхом перельоту відомому як траєкторія Гомана, але про це поговоримо пізніше.

Орбітальна механіка чи скільки кілометрів потрібно подолати

Оскільки еліптичні орбіти Землі та Марса віддалені від Сонця на різну відстань, а планети рухаються по них із різною швидкістю, відстань між ними значно варіюються. Як зазначалося раніше, приблизно кожні два роки і два місяці планети досягають своєї найближчої точки один до одного. Ця точка називається « », коли Марс може бути на мінімальній відстані від Землі, від 55,68 до 101,39 мільйона кілометрів, залежно від того, який це рік.

Через тринадцять місяців після протистояння він досягає з'єднання. Що означає, червона і блакитна планета знаходяться на протилежних сторонах Сонця і якнайдалі один від одного. Очевидно, якщо ми хочемо дістатися мети швидше, найкраще запланувати виліт у точці протистояння. Але не все так просто!

Швидка подорож була б можливою, якщо міжпланетний корабель слідував прямим шляхом. На жаль, космічні подорожі набагато складніші, ніж пряма лінія. Орбітальна механіка кожної планети унікальна. Всі планетарні тіла сонячної системи перебувають у постійному русі і це робить подорож справді складною.

То скільки потрібно пролетіти кілометрів подорожуючи до Марса із Землі? Спробуємо розібратися. Якщо ви все ще думаєте, що найкращий спосіб дістатися до мети - почекати, поки дві планети будуть знаходитися ближче всього до одного, потім направити ракету на ціль і здійснити переліт. То знайте, це не працюватиме з кількох причин:

• По-перше, гравітація Землі вигинатиме траєкторію будь-якого запущеного апарату. Щоб усунути цей фактор, припустимо, ракета розміщена на далекій орбіті навколо Землі, де гравітація слабка, а орбітальний рух повільний, що дозволяє знехтувати обома фактами. Навіть тоді ця ракета все ще обертається навколо Сонця разом із Землею і рухається зі швидкістю близько 30 км/с. Отже, якщо ракета продовжить летіти до наміченої мети, вона збереже швидкість Землі і почне своє обертання навколо Сонця, одночасно рухаючись у контрольну точку польоту.
• По-друге, якщо ми вилетимо, коли Марс знаходиться найближче до Землі, за той час, поки космічний корабель рухається у напрямку до мети, планета піде своєю орбітальною траєкторією задовго до того, як корабель подолає відстань.
• По-третє, вся система домінувала під впливом сили тяжкості Сонця. Усі об'єкти рухаються орбітами чи траєкторіями, які за законами Кеплера є частинами конічних перерізів, у разі - еліпсів. Загалом вони вигнуті.

Вирушаючи до заповітної мети під час протистояння, насправді найближча відстань виявиться значно більшою. Щоб подолати його, необхідно використовувати велику кількість палива. На жаль, технічно не можемо збільшити обсяги баків. Тому для польоту до Марса астрофізики розганяють корабель, а далі він летить за інерцією нездатний чинити опір гравітації небесних тіл, що значно збільшує відстань так, як апарат летить великою дугою. Такий маршрут є половинним відрізком геліоцентричної орбіти навколо Сонця між Марсом і Землею.

Нагадаємо: геліоцентрична орбіта – еліптична траєкторія руху небесного тіла навколо Сонця.

Давайте підрахуємо, довжина половини орбіти Землі 3.14 а. у Марса 4.77 а. Нам потрібна середня орбіта між планетами, половина її довжини 3.95 а. помножимо на відстань 1 а. і округлим.

Нагадаємо: одна астрономічна одиниця (1 а.о.) дорівнює 14 959 78 68 км.

Виходить, приблизна відстань, яку доведеться подолати, буде дорівнює близько 600 мільйонів кілометрів. Для більш точного обчислення скільки летіти кілометрів використовують складніші алгоритми.

Скільки за часом летіти на Марс

На запитання, скільки потрібно летіти до Марса не можна відповісти однозначно.
Час перельоту залежить від низки факторів:

1. швидкість апарату;
2. маршруту колії;
3. взаємне розташування планет;
4. кількості вантажу на борту (корисне навантаження);
5. кількість палива.

Якщо взяти за основу перші два фактори, можна теоретично розрахувати скільки летіти до Марса від Землі за часом. Щоб апарату вирушить у космічну подорож йому потрібно злетіти із Землі та подолати її тяжіння.

Наукові факти: Щоб потрапити на навколоземну орбіту швидкість ракети повинна дорівнювати щонайменше 7,9 км/с (29 тис. км/ч). Щоб відправити корабель у міжпланетну подорож, потрібно трохи більше 11,2 км/с (40 тис. км/год).

У середньому мандрівники здійснюють міжпланетний переліт на швидкості близько 20 км/с. Але є рекордсмени.

Найшвидшим апаратом, запущеним людиною в космос, є зонд "Нові Горизонти". Ні до, ні після New Horizons, міжпланетні апарати не відлітали із Землі, зі швидкістю 16,26 км/с. Але якщо ми говоритимемо про швидкість на геліоцентричній орбіті, то до 16,26 км/с потрібно додати швидкість Землі – це 30 км/с, і ми отримуємо приблизно 46 км/c щодо Сонця. Це вражаюче – 58536 км/год.

Враховуючи ці дані, час тривалості польоту до Марса по найкоротшій, прямій траєкторії займе 941 годину або 39 земних днів. Летіти за маршрутом, що відповідає середній відстані між нашими планетами, людині доведеться вже 3879 годин, або 162 дні. Тривалість перельоту при максимальному видаленні складе 289 днів.

Давайте помріємо і уявимо, що ми вирушили до Марса літаком по прямій. Якщо летіти літаком 54,556 мільйона кілометрів, а середня швидкість сучасних пасажирських літаків становить близько 1 тис. км/год, то знадобиться 545560 годин, або 22731 день і 16 годин. А ще вражаюче це виглядає у роках майже 63 роки. А якщо ми полетимо еліпсом, то цей показник збільшиться 8–10 разів це в середньому 560 років.

Скільки земних років днів годин летіти людині до Марса.

Скільки часу потрібно, щоб долетіти до Марса від Землі? Якщо ви мрієте колись стати космонавтом у першому пілотованому перельоті, будьте готові до тривалої подорожі. Вчені припускають, що поїздка туди і назад займе близько 450 днів у середньому 10800 годин або 1.2 років.

Прогнози: скільки летіти за часом

Найважливіша змінна про те, скільки часу потрібно людині, щоб дістатися Марса, очевидна - як швидко ви їдете? Швидкість є визначальним фактором. Що швидше ми зможемо розігнати корабель, то швидше прибудемо до місця призначення. Час польоту на найшвидшій ракеті за маршрутом з найкоротшою лінійною відстанню між планетами складе трохи більше 42 земних днів.

Вчені запустили цілу купу міжпланетних модулів, тому ми маємо приблизне уявлення про те, скільки часу це займе при використанні сучасних технологій.

Так у середньому космічним зондам вдається дістатися Марса від 128 до 333 днів.

Якщо ми спробуємо відправити людину сьогодні, найкраще, що ми могли б реально зробити - особливо враховуючи, що ми відправлятимемо великий пілотований корабель, а не просто зонд розміром із позашляховик. Зібрати міжпланетний корабель на орбіті Землі, заправити його паливом та відправити у політ.

Технічний магнат, який очолює SpaceX, каже, що його міжпланетна транспортна система зможе впоратися з поїздкою всього за 80 днів, а в результаті зможе подорожувати лише за 30 днів.

Країни всього світу проводять дослідження, скільки займе політ людини до Марса. Дослідження у 90-х роках у теорії припускали відправити людину у 2000-х. Мінімальний шлях зайняв би 134 дні в один бік, максимальний 350. Передбачалося, що політ відбудеться з екіпажем від 2 до 12 людей.

За розрахунками вчених компанії час у подорожі займе близько 210 днів або 7-8 місяців

Згідно з NASA, на міжпланетну подорож з людьми потрібно близько шести місяців, щоб дістатися Марса, і ще шість місяців, на повернення. Крім того, астронавтам доведеться провести на поверхні 18-20 місяців, перш ніж планети знову вирівняються для зворотної подорожі.

Тепер про те, як насправді дістатися нашої сусідньої планети і скільки це займе час.

Скільки летіти до Марса вважається досить просто: біля Землі даємо імпульс на розгін і переходимо на еліпс, що стосується обох орбіт. Долетівши до Марса, знову даємо імпульс на розгін і переходимо на його орбіту. Час польоту можна порахувати за третім законом Кеплера.

Чому летіти так довго

Чому ми не можемо добратися зараз швидше:

• Перша причина – це великі відстані. Мінімальна дистанція обчислюється навіть мільйонами, а десятками мільйонів кілометрів. Нагадаю, що максимальна відстань до планети 401 330 000 км.
• Друга причина – технологічна. Найпоширеніший вид двигунів, який застосовується для польотів у космос – хімічний ракетний реактивний двигун. Він здатний розігнати космічний апарат до величезних швидкостей. Але працюють такі двигуни не більше кількох хвилин, причиною тому – занадто велика витрата палива. Майже весь його запас ракета витрачає на те, щоб відірватися від поверхні та подолати силу тяжіння планети. Брати в політ додатковий запас пального на сьогодні неможливо з технічних причин.

Як дістатися до Марса з найменшою кількістю палива

Скільки знадобиться палива, щоб долетіти до Марсу? Найважливішим аспектом міжпланетних перельотів є запас палива на ракеті. При використанні хімічних ракетних двигунів, а реальних альтернатив їм поки що немає, потрібно дуже багато палива.

• По-перше, це з необхідністю подолати силу тяжіння Землі. І чим більша маса корабля - тим більше потрібно енергії на зліт, а відповідно і палива.
• По-друге, навіть якщо вибрати найбільш економічний маршрут польоту, ракеті необхідно набрати не менше ніж 11,59 км/с. У перерахунку на звичні одиниці виміру, це 41724 км/год.

Крім набору швидкості, при наближенні до Марса космічного апарату необхідно її скинути, а домогтися цього можна тільки, якщо запустити двигуни, і витратити паливо відповідно. Не можна забувати і про роботу систем життєзабезпечення, адже переліт передбачається за участю людей.

Можна долетіти до Марса, витративши менше часу, але й палива потрібно буде витратити більше. Це з необхідністю збільшення темпу польоту. В цьому випадку і на гальмування витрати пального збільшаться.

Основне завдання інженерів - як дістатися Марс з найменшою кількістю палива було вирішено ще 1925 року Вальтер Гоманном. Суть його методу - замість того, щоб спрямовувати ракету прямо до планети, потрібно збільшити її орбіту, як результат вона слідуватиме за більшою орбітою навколо Сонця, ніж Земля. Зрештою ракета перетне орбіту Марса - у той самий момент, коли він теж буде там.

Такий метод переміщення інженери називають орбітою передачі мінімальної енергії - використовуючи його для відправки космічних кораблів із Землі на Марс з найменшою кількістю палива.

Як швидше долетіти - можливі маршрути

Є кілька шляхів, якими можна дістатися пункту призначення. Усього їх три, всі вони відрізняються лише за двома параметрами – швидкості руху у космічному просторі та часом у польоті.

Еліптична траєкторія

Найекономічнішим, але й найдовшим варіантом є еліптична траєкторія польоту. А також її називають "Гоманівською", на честь німецького вченого Вальтера Гомана. У такому разі космічний апарат пройде по дотичній до орбіти Марса, рухаючись еліпсом. Для перельоту за таким маршрутом потрібно розігнати ракету до 11,59 км/с. Час у дорозі складе 259 діб, оскільки необхідно подолати більшу відстань, ніж під час руху двома іншими траєкторіями. Для переходу на найпростішу "Гоманівську" траєкторію потрібно збільшити темп руху навколоземного супутника на 2.9 км за секунду.

За час освоєння космосу вчені відправили кілька супутників для вивчення саме Гоманівської траєкторії. Це були як радянські апарати, і американські.

Параболічна траєкторія

Другим варіантом є параболічна траєкторія польоту. Для виходу неї потрібно розігнати корабель до 16,6 км/с. Час у дорозі становитиме лише 70 діб. І тут сильно зростає витрата палива для розгону ракети, і навіть для гальмування перед приземленням. Вчені оцінюють зростання енергетичних витрат при польоті параболічним маршрутом в 4,3 рази, якщо порівнювати її з еліптичним.

Параболічна траєкторія має на увазі рух апарата по лінії у формі параболи.

Незважаючи на витрати, що підвищуються за паливо, політ параболічним маршрутом дуже привабливі для вчених. Насамперед рахунок зниження витрат на захист екіпажу від радіації, і навіть на запаси провізії, кисню та інших засобів життєзабезпечення.

Гіперболічна траєкторія

Остання із можливих траєкторій – гіперболічна. Для польоту такою траєкторією апарат необхідно розігнати до швидкостей, що перевищують третю космічну (16,7 км/с). При русі по гіперболічній траєкторії, ракета повинна ніби пролетіти повз Марс, змінивши напрямок руху, потрапивши в його гравітаційне поле. Лінія польоту у разі схожа на гиперболу. Приземлення стає можливим, якщо вчасно запустити двигуни для гальмування поряд із планетою.

Ідеї, щоб зменшити час польоту

Залежно від початкової швидкості польоту із Землі (від 11.6 км за секунду до 12 км за секунду) тривалість польоту до Марса змінюється від 260 до 150 діб. Щоб зменшити час міжпланетного перельоту, потрібно збільшити швидкість, що вплине на зменшення довжини дуги еліпса маршруту шляху. Але при цьому збільшується зустріч із Марсом: з 5.7 до 8.7 км за секунду, що ускладнює політ необхідністю безпечного зниження для виходу на марсіанську орбіту або з метою посадки на поверхню. У такому разі якщо ми хочемо швидше дістатися нам потрібні нові двигуни щоб розігнати корабель та встигнути загальмувати.

Щоб прискорити час перельоту, потрібно використовувати інші види ракетних двигунів, наприклад, електричні реактивні ракетні двигуни і навіть ядерний.

Плюсом електричних двигунів є можливість тривалої роботи до декількох років. Але тягу такі пристрої розвивають дуже слабку. Навіть відірватися від Землі на такій ракеті поки що неможливо. У космічному просторі електродвигуни можуть розвинути дуже високу швидкість. Вище, ніж існуючі хімічні двигуни. Щоправда, часу в нього на це піде до кількох місяців. Для міжзоряних перельотів така технологія ще підходить, але на Марс летіти з таким двигуном недоцільно.

Якщо іонні двигуни нам не підходять, то тоді які технології майбутнього можуть скоротити час у дорозі до кількох днів?

Є наступні ідеї про те, як прискорити політ на Марс:

1. Використання ядерних ракет, основою яких є нагрівання зрідженого палива, а потім викидання з форсунки на дуже високій швидкості. Передбачається, що ядерна ракета може скоротити час перельоту на Марс приблизно до 7 місяців. Деякі вчені вважають, що сучасні двигуни, що працюють на ядерній енергії, зможуть скоротити подорож до 39 днів. Ви можете уявити, як швидко літатиме цей космічний корабель? Ядерні ракетні реактивні двигуни ще зайшли далі наземних прототипів, але вчені постійно працюють над реалізацією такого проекту.
2. Використання магнетизму. Технологія магнетизму заснована на використанні спеціального електромагнітного пристрою, який іонізуватиме і нагріватиме ракетне паливо, перетворюючи його на іонізований газ або на плазму, що прискорить космічний корабель. За допомогою цього методу політ може бути скорочений до 5 місяців.
3. Використання антиречовини. Це найдивніша з ідей, хоча вона може виявитися найуспішнішою. Частинки антиречовини можуть бути отримані лише у прискорювачі частинок. Величезна кількість енергії виділяється при зіткненні частинок та античасток. Це може бути використане у багатьох корисних речах. За попередніми розрахунками, щоб корабель досяг мети, потрібно всього 10 міліграм антиречовини. Проте необхідно буде витратити не менше 250 мільйонів доларів на виробництво 10 мг антиматерії. Переліт на Марс з використанням антиречовини займе лише 45 днів!

Скільки коштуватиме подорож?

Крім того, що летіти дуже довго, це ще й недешевий захід, виникають питання, скільки варто летіти до Марса.

Одна оцінка витрат, пов'язаних із відправкою людей, була зроблена за адміністрації Джорджа Буша-старшого. Діапазон варіювався від 80 до 100 мільярдів доларів. Пізніші дослідження звузили це до 20-40 мільярдів доларів.

За словами мільярдера Ілона Маска, переліт коштуватиме менше 500 000 доларів, зрештою, це не так багато. Він каже, що ціна може з часом знизитись до 100 тисяч доларів. І не варто турбуватися про зворотну поїздку, бо, за словами Ілона, вона буде безкоштовною.

Навіщо летіти на Марс

Причин організації такої місії досить багато.

Перша – дослідницька. Марс за багатьма ознаками схожий на Землю, і, на думку вчених, раніше на планетах була однакова атмосфера, і ймовірно – життя. Масштабні дослідження повинні дати відповідь на питання, чи є життя зараз, чи дійсно планети такі схожі, і чому він став пустельним світом. Фотографії показують безліч цікавих та незрозумілих явищ на поверхні, які людство також прагне вивчити.

Друга причина – колонізаторська. Існують теорії, якими можна штучно відтворити атмосферу. Отже, розвинути екосистему. Це означає, що в майбутньому там зможуть рости земні рослини, жити тварини і, звичайно ж, люди.

Третя причина – людська цікавість. Це сила, яка дозволила пройти шлях від стародавніх людей з примітивними знаряддями праці до цивілізації, здатної запускати дослідницькі супутники у віддалені куточки всесвіту. Одним із прикладів такої місії стала посадка автоматичного апарату на поверхню комети!

Скільки існує невирішених проблем перельоту

Крім довгої поїздки, пілотована місія представляє багато інших труднощів:

Вчені турбуються про те, що космонавти будуть піддаватися дії космічних променів та інших випромінювань під час тривалої подорожі. Вони також стурбовані фізичними ефектами, які космонавти відчувають при тривалому впливі середовища з низькою гравітацією та слабкою освітленістю.

Можливо, найважчий для прогнозування фактор – це психологічний ефект, який космонавти можуть зазнати внаслідок ізоляції. Ніхто точно не впевнений, який психічний стрес буде викликаний через відсутність контакту з друзями та сім'єю, яких космонавти залишають позаду.

Інші перешкоди такої пілотованої місії включають: паливо, кисень, воду і їжу для космонавтів.

Висновок

Політ на Марс – це технічно дуже складна та дорога ідея. Ті, хто першими ступлять на поверхню Червоної планети, розігнатимуться до неймовірних швидкостей і подолають мільйони кілометрів. Щоб вони в цілості та безпеці дісталися пункту призначення, вченим необхідно придумати засоби захисту від космічної радіації, а також попрацювати над створенням та вдосконаленням систем життєзабезпечення. Необхідно точно прорахувати масу корабля та корисного навантаження, вибрати оптимальний маршрут польоту.