Гравитация на марсе по сравнению с земным


После покорения Луны Марс стал главным объектом программ, нацеленных на достижение и освоение новых космических рубежей. Расположенный в «зоне жизни», где солнечной энергии достаточно для существования организмов земного типа, он — лучший из вариантов для колонизации. Но проблемы с гравитацией на Марсе и с отсутствием защиты от любых видов излучения заставляют откладывать воплощение уже готовых проектов.

Магнитное поле планеты

Одним из непреодолимых пока препятствий становится отсутствие на Марсе планетарной магнитосферы. Остаточные явления магнетизма присутствуют и колеблются, по данным российских исследовательских станций, от 60 гамм на экваторе до 120 — на полюсах, но это более чем в 500 раз меньше напряженности земного аналога.

Задача магнитного поля любой планеты — защитить ее от атак солнечного ветра и космической радиации, с чем фрагментарные проявления справиться не в состоянии. Это свидетельствует о том, что железное ядро планеты находится в неподвижном состоянии по отношению к коре.


Вращение земного ядра создает в расплавленной магме конвекционные токи, которые генерируют магнитную напряженность (по принципу динамо-машины). На красной планете этот механизм не работает, что сначала привело к исчезновению почти всей марсианской атмосферы, а сейчас проявляется в постоянном уровне радиации в 220 рад в день на поверхности.

Это на 10% больше нормы, допустимой для космонавтов на МКС, и для возможных колонистов грозит необратимыми последствиями:

  • повышенным риском онкологических заболеваний;
  • изменениями на генетическом уровне;
  • мутациями в последующих поколениях;
  • острой лучевой болезнью и смертью.

Тем не менее существуют явные признаки, что когда-то магнитное поле Марса существовало и функционировало, но процесс этот прекратился в силу неизвестных обстоятельств около 3,2 млрд лет назад.

Почему Марс потерял магнитное поле

Из версий о причинах утраты магнитосферы наиболее убедительной считается гипотеза профессора Джафара Аркани-Хамеда из университета в Торонто. Проведя компьютерное моделирование, он доказал высокую вероятность того, что катастрофа связана со взаимодействием планет солнечной системы, в частности с влиянием Юпитера на пояс астероидов.

Под влиянием этого газового гиганта достаточно массивное тело, сопоставимое по размерам с малой планетой, было вытолкнуто со своей орбиты и, захваченное Марсом, сделалось его спутником с постоянно уменьшающимся радиусом обращения.


При снижении спутника до 50-75 тыс. км возникла конвекционная нестабильность марсианского ядра, что привело его в движение, создав эффект динамо. Возникло общепланетное магнитное поле, которое могло просуществовать до 400 млн лет, надежно прикрывая планету.

Однако сила притяжения Марса продолжала действовать на астероид, заставляя его снижаться до тех пор, пока на пределе Роша (2,44 радиуса планеты) он не разрушился и обломки его не рухнули на поверхность.

Марс получил из космоса удар такой силы, что деформировалась твердая кора планеты.

Астрономы находят этому подтверждение в наличии гигантского кратера в области Эллада (южное полушарие) и антиподной ей группе вулканов во главе с крупнейшей в солнечной системе горой Олимп (северное), поднимающейся над окружающей равниной на 26 км.

Утрата спутника повлекла за собой остановку вращения ядра и исчезновение планетарного поля. Остаточные магнитные явления неравномерно распределились по поверхности Марса и связаны, скорее всего, с особенностями геологических пород.

Расчет марсианской гравитации

Из-за слабого и неравномерного распределения магнетизма по поверхности планеты показатели его гравитации тоже крайне низки.

Сила тяжести на Марсе составляет 38% от земной, что легко рассчитывается по формуле Ньютона:

g = m / r².

Соотношение марсианской массы (6,4171 х 10²³ кг) к массе Земли = 0,107, то есть около 10%. Тот же показатель для радиусов планет (3389,5 и 6371 соответственно) = 0,532.

g = 0,107 / 0,532² = 0,376.

То есть тело, имеющее на Земле в состоянии покоя вес 100 кг, на Марсе будет весить 38. А это заставляет вспомнить о негативном воздействии на организм человека слабой гравитации. Космонавты за 4-6 месяцев пребывания на МКС теряли до 15% мышечной массы при интенсивных нагрузочных упражнениях.


Разрешающая способность современных космических аппаратов позволяет достичь красной планеты только за 8 месяцев. Кроме того, длительное нахождение в подобных условиях пагубно воздействует на плотность костей, сохранность внутренних органов, проявляется в снижении зрения.

Почему на Марсе по другому

Тяготение Марса относительно Земли выражается в пропорциональной зависимости следующих характеристик:

  • массы;
  • расстояния до центра планеты;
  • размера;
  • плотности.

Земля, имеющая превосходство по всем показателям, оказывает большую силу притяжения, которая ослабляется лишь по мере удаления планет друг от друга. Эти же параметры определяют и воздействие на предметы, находящиеся на поверхности каждой из них.

Несмотря на отдельные совпадения и частичное сходство, проявляющиеся в наличии полярных шапок, примерно одинаковом наклоне оси вращения, климатических изменениях, различия между планетами гораздо существенней.

Сравнение с гравитацией Земли


Имея высокие гравитационные показатели, обладая достаточно плотной и высокой атмосферой, защищенная магнитным полем Земля создает для жизни организмов всех уровней оптимальные условия. Тогда как на Марсе недостаточная сила тяготения не в состоянии удержать на поверхности ни одной жидкости. Вода существует там только в твердом или газообразном состоянии.

Разреженная атмосфера, засушливый и холодный климат (средние температуры колеблются от -143ºC зимой до 30ºC летом), низкая гравитация и магнитное поле не допускают возможности присутствия на планете сложных биоструктур.

Исключение могут составлять бактерии и микроорганизмы, приспособляемость которых к самым экстремальным условиям доказана на практике. Они выживают в открытом космосе, при сверхнизких температурах и в радиоактивной воде атомных реакторов. Но для высших форм жизни условия Марса пока неприемлемы.

Источник: o-kosmose.ru

колонизаторы Марса

Число претендентов на полет на Марс превысило 100 тыс. человек. Проект Mars One, предполагающий отправку на планету безвозвратной экспедиции, официально открыл отбор участников в апреле этого года. По планам разработчиков, первые жители должны оказаться на Красной планете через десять лет, 22 апреля 2023 года. К июлю 2015 года отберут 24 кандидата, которые следующие семь лет будут готовиться к полету в командах по четыре человека. Мы расскажем о проблемах, с которыми столкнутся покорители Марса. (Читать далее)


колонизаторы Марса

Радиация
Самой серьезной проблемой на Марсе является отсутствие магнитного поля, защищающего от солнечной радиации. Магнитное поле Марса слабее земного примерно в 800 раз. Вместе с разреженной атмосферой это увеличивает количество достигающего его поверхности ионизирующего излучения.
Радиационный фон на орбите Марса в 2,2 раза превышает радиационный фон на Международной космической станции. Средняя доза составила примерно 220 миллирадов в день. Объем облучения, полученного в результате пребывания в таком фоне на протяжении трех лет, приближается к установленным пределам безопасности для космонавтов.

колонизаторы Марса

Невесомость
На Марсе гравитация (притяжение) составляет всего 38% от земной (0,38 g). Степень влияния гравитации на здоровье людей при ее изменении от невесомости до 1 g не изучена, однако ничего хорошего ученые от нее не ждут. На земной орбите предполагается провести эксперимент на мышах с целью исследования влияния марсианской силы притяжения на жизненный цикл млекопитающих, тогда вопрос будет лучше прояснен.


колонизаторы Марса

Метеоритная опасность
Из-за своей разреженной атмосферы Марс гораздо в большей степени, чем Земля, подвержен метеоритной угрозе. В связи с этим гости Красной планеты рискуют попасть под метеоритный дождь, по сравнению с которым инцидент в Челябинске покажется детским лепетом. Поэтому и становится особенно актуальной проблема защиты строительной техники в том числе. В том числе придется решить проблему защиты строительных вышек тур и другого оборудования как на этапе создания поселения, так и позже, когда начнет развиваться сфера услуг, в частности предоставление технки в аренду.

колонизаторы Марса
Вредная пыль

На Марсе здоровью космонавтов будут угрожать гораздо более серьезные опасности, чем обычно. Например, простая пыль на Марсе намного опаснее лунной. Ученые подозревают, что эта пыль содержит в себе очень неприятные компоненты — мышьяк и шестивалентный хром, способный при контакте вызывать серьезные ожоги кожи и глаз.


колонизаторы Марса

Плохая погода
Скорость ветров, которые дуют над планетой на разных высотах, пока до конца не известна. Пыльные бури скрывают от глаз землян почти всю планету, и длятся они по три месяца.

колонизаторы Марса

Психологические моменты
Длительность перелета на Марс и дальнейшее пребывание в замкнутом пространстве могут стать серьезным препятствием для самых сильных и здоровых любителей Марса. Даже при самом оптимальном сценарии один только путь к Марсу будет представлять собой изнурительное пятимесячное странствие.

Источник: ribalych.ru

Освоение Марса является мечтой многих космологов. Разрабатываются новые технологии и ведутся научные эксперименты по освоению человеком этой безжизненной планеты. Население Земли растет в геометрической прогрессии, человечеству скоро станет тесно на этой планете, экология которой постепенно ухудшается.


r />Характеристика Марса
Марс является четвертой планетой от Солнца. Он вдвое меньше Земли, имеет два спутника Фобос и Деймос. Является одной из наиболее изученных планет в солнечной системе. Наблюдение за ним велось еще с 16 века. По мере развития технологий появилась возможность более детального изучения планеты. К сожалению, советские космические аппараты «Марс», запущенные в начале 70-х потерпели неудачу при высадке на поверхность небесного тела, связь с ними обрывалась, спустя непродолжительное время. И наконец, только запуск американского «Викинга» в 1976г., позволил сделать необходимые исследования поверхности и осуществить съемки рельефа, атмосферы и пылевых вихрей.
Атмосфера красной планеты является довольно разреженной, что увеличивает уровень влияния солнечной радиации, солнечные лучи для человека на Марсе оказались бы смертельными. Она сильно разрежена, но это не мешает образованию сильных ветров скорость которых достигает 200км/ч. Такое передвижение воздушных масс провоцирует возникновение сильных бурь, которые часто охватывают всю планету.
Небо, согласно съемкам с марсоходов имеет желтовато — розоватый оттенок, что говорит о наличии большого количества пыльной взвеси в воздухе.Грунт планеты имеет красноватый оттенок из-за содержания оксидов железа. Он практически не отличается от земного и подходит для выращивания растений. Также на Марсе обнаружена вода в полярных областях, но из-за низкого давления она имеет лишь два агрегатных состояния – твердое и газообразное.

я выращивания растений она мало пригодна, поскольку кислотная и соленая.На планете часто бывают пылевые бури, климат отдаленно напоминает наш резко-континентальный с большими температурными перепадами. Ось планеты наклонена, что обеспечивает смену сезонов. Сутки практически равны земным и составляют чуть больше 24 часов. Среднегодовая температура — 50ºС. Летом на экваторе может достигать комфортных +20ºС, а на полюсах в зимний период опускаться до — 153ºС.
Почему нам нужно покидать Землю
Теоретические существует три основные проблемы, из-за которых нам следует подыскивать новый дом:
— ухудшение экологической ситуации
Население планеты постоянно растет, на сегодняшний день оно составляет более 7,5 млрд. человек. Растут города, увеличивается нагрузка на почву, интенсивнее загрязняется воздух и мировой океан. Количество людей продолжит увеличиваться, возникнет более ожесточенная борьба за ресурсы.
— угроза извне
Сюда можно отнести падение метеорита, воздействие ионизирующего излучения и т.п. Эта космическая катастрофа способна вызвать гибель планеты или привести к значительному ухудшению условий существования людей на Земле.
— перенаселенность
Со временем из-за перенаселенности у многих людей возникнет желание уехать на другую планету подальше от шума и техногенной грязи городов. Марс является неплохим местечком для этого, однако, первым колонистам придется весьма непросто в борьбе за выживание.
Трудности при колонизации Марса
По сравнению с планетой Земля, красная планета является не таким уж приветливым местом.

r />— гравитация
Гравитация составляет менее половины земной, колонисты будут постоянно сталкиваться с проблемой ослабления мышц и костной системы. Предполагается, что в перспективе они будут страдать остеопорозом (разрушением костей) и телесной дистрофией. Для сравнения, человек, который на Земле весит 60 кг, на Марсе будет весить 24кг и прыгать в 3 раза выше.
— значительные температурные перепады
Несмотря на то, что на экваторе Марса температура днем может достигать комфортных +20°С, ночью она опускается до -70°С. Во время зимы на планете замерзает частично даже 20% воздуха.
— непригодная для дыхания атмосфера
Атмосфера содержит большое количество углекислого газа, который не пригоден для дыхания. Первым переселенцам придется носить теплые костюмы и баллоны с кислородом. У Марса имеется две «Луны» Фобос и Деймос, которые вращаются возле него с разной периодичностью.
— радиация
Марс не имеет геомагнитного поля подобного Земле, поэтому встает серьезная проблема защиты первых колонистов от радиации.
— отсутствие пищи
Так как почва на красной планете пригодна для выращивания растений, в последующем колонисты могут заняться терраформированием. Однако, до начала этого процесса необходимо обеспечить людей достаточным количеством припасов.
Что даст освоение Марса
Что может нам дать освоение красной планеты?
— дополнительное место для проживания
Если освоение красной планеты пройдет успешно, то с Земли часть населения может переселиться в новый дом, значительно разгрузив экосистему планеты. Также освоение Марса будет стартом к дальнейшей колонизации планет солнечной системы и пояса астероидов.
— полезные ископаемые
Помимо дополнительного источника места для проживания, Марс, согласно научным исследованиям, предположительно может содержать в почве редкие и дорогие полезные ископаемые, которые бы очень пригодились на Земле, а также первым переселенцам. К ним можно отнести алмазы, вольфрам, никель, платину, золото, уран и т.п.
Источник:https://zen.yandex.ru/media/id/5d04bad22614780df6a14e91/kolo…

Источник: pikabu.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.