Расстояние до марса в световых годах


Сколько времени лететь до Марса от Земли? Этот вопрос интересует многих людей с тех пор, как первые ученые заговорили о возможности такого полета. Красная планета интересует человечество как новая территория для колоний, источник полезных природных ресурсов и даже просто место для проведения туристических экскурсий. Люди уже давно ищут способы выйти за пределы своей планеты, и куда же отправиться, как не на Марс, ведь он ближе всего.

Так сколько же времени нужно лететь до Марса, зачем это нужно, и кто нас туда отвезет? Узнаете ответы в этой статье. Полетели.

Сколько времени лететь до Марса от Земли
Сколько времени лететь до Марса от Земли

Сколько километров лететь до Марса

Справедливости ради стоит отметить, что самая близкая к Земле планета – это Венера, а не Марс. Но в этом краю кислотных дождей и громадных бурь нам пока делать нечего. Хотя кто знает, говорят, что недавно на Венере нашли возможные признаки жизни. Так что все может быть. Но сейчас мы говорим о Марсе.


На Красной планете почти нет атмосферы, там очень холодно даже в особо «жаркие» дни, и постоянно бушуют сильнейшие песчаные бури. Не лучшее место для проведения отпуска, не так ли? Но исследователи и инженеры говорят, что в должном обмундировании человеку все эти напасти будут не страшны.

Раз уж мы собрались лететь на Марс, сперва нужно высчитать расстояние до него. И уже даже с этим у нас могут возникнуть проблемы. Наша планета и красная движутся вокруг Солнца по разным траекториям – орбита соседа слегка более вытянутая. Поэтому расстояние между планетами постоянно меняется. В разное время оно меняется от 54 до 401 миллиона километров. Ближе всего друг другу планеты находятся тогда, когда Земля проходит точку афелия (самая удаленная от Солнца точка орбиты), а Марс – перигелия (ближайшая к Солнцу точка орбиты).

Сколько километров лететь до Марса
Сколько километров лететь до Марса

Сколько времени лететь на Марс

С расстоянием разобрались, когда лучше всего лететь, знаем. Теперь нужно выяснить, сколько времени лететь на Марс с Земли. Это будет зависеть от маршрута и скорости нашего космического корабля. Допустим, наша ракета сможет достигнуть скорости самого быстрого беспилотного зонда New Horizons – 58 000 км/ч. В таком случае мы прибудем к пункту назначения менее чем за 40 дней. Если полетим во время наибольшего сближения планет, конечно же. Если же мы не учтем расстояние и решим лететь во время самого большого удаления Марса от Земли, то это займет у нас около 290 дней.

Оптимальный маршрут


Время мы, конечно узнали, но оно для нас ничего не значит, так как оно подразумевает движение от точки А к точке Б по прямой. Несмотря на то, что в космосе отсутствуют дороги, просто лететь напрямую у нас не выйдет. Хотя бы потому, что не только Марс находится в постоянном движении, но и мы сами, на Земле. Поэтому нам нужно придумать оптимальный маршрут, который потратит меньше всего топлива и времени.

Оптимальный маршрут
Оптимальный маршрут

На данный момент существует целых три подходящих маршрута:

  • Гомановская траектория. Начинаем путешествие с Земли по эллиптической траектории на скорости выше второй космической. Таким образом, двигаясь по своеобразной окружности, мы попадем на орбиту Красной планеты примерно через 260 дней. Большую часть марсоходов отправляли именно так.
  • Параболическая траектория. Не трудно догадаться, какой формы будет наш маршрут, судя по его названию.
    о самая короткая «дорога», так как займет всего 80 дней. Но не спешите радоваться, ведь для такого стремительного путешествия нам нужно разогнать свой корабль до третьей космической скорости (16,7 км/с). Сделать это, конечно, можно, но топлива будет потрачено немерено – раза в четыре больше, чем для путешествия по предыдущей траектории. Однако это сократит время самого полета больше чем в три раза, что позволит сэкономить на продовольствии, жизнеобеспечении и прочем.
  • Гиперболическая траектория. По этому маршруту отправляли вышеупомянутый зонд New Horizons, который достиг Марса менее чем за 80 дней. Такая траектория подразумевает превышение третьей космической скорости, при движении по гиперболе. Спросите, как вообще можно двигаться по гиперболе? Очень просто – сначала мы пролетаем мимо Юпитера, захватываемся его гравитацией, а затем летим прямиком к Марсу. Проблема заключается лишь в том, что современные ракетные двигатели не способны обеспечить такой сильный разгон – нас просто утянет к пятой планете или еще чего похуже. Такое под силу лишь ионным двигателям, которые все еще находятся в процессе разработки.

Зачем лететь на Марс

Мы уже поняли, как можно попасть на Марс, и сколько времени это займет. Однако многие до сих пор не знают, зачем нам все это. Стоит ли это путешествие затраченных усилий и средств? Ионные двигатели, огромное количество топлива, жизнеобеспечение экипажа и его подготовка – все это требует колоссальных вложений с большим количеством нулей после единицы. Так для чего все это вообще нужно?

Зачем лететь на Марс
Зачем лететь на Марс

  • Исследования. Многие ученые всерьез считают, что когда-то у Марса была полноценная атмосфера и даже гидросфера. Более того, эксперименты показали, что в почве Красной планеты вполне способны расти некоторые земные растения. Попав туда, мы смогли бы более детально изучить все это, чтобы в последствии населить планету живыми организмами и даже терраформировать ее во что-то похожее на Землю.
  • Колонизация. Вопрос перенаселения или возможности глобальных катастроф пока не стоит так остро, но человечество все же задумывается о том, куда можно переселиться в случае возникновения подобного. Естественно, что Марс – не тропический курорт, но вариантов у нас пока не особо много. Поэтому ученые всерьез разрабатывают проекты по созданию полноценных колоний на Красной планете и поддержанию жизни в них.
  • Туризм. До запуска первых туристических космических лайнеров нам еще как пешком до Марса, но все же это одна из причин, почему нам вообще можно туда полететь. Даже если жизнь на Красной планете вас не привлекает, вы наверняка не отказались бы увидеть ее своими глазами хотя бы ненадолго.

Этих причин должно быть достаточно для того, чтобы многие захотели провести около 80 суток в замкнутом пространстве с чужими людьми посреди безжизненного космоса. Да уж, не самое веселое путешествие. Да и кто знает, что может случиться во время полета. Так какие опасности могут подстерегать нас по пути к Марсу?

Психические и физические недомогания


Обшивка нашего корабля будет защищать нас от большей части космической радиации, но не от всей. За примерно 80 дней, по мнению ученых, мы получим дозу около 1 Зв (зиверт). При этом на Земле за год мы получаем всего 2,5 мЗв (милизиверт). Облучение, во много раз превышающее нашу обычную норму, непременно скажется на состоянии здоровья. Оно может повлиять на работу многих систем нашего организма и даже увеличить риск развития злокачественных опухолей в несколько десятков раз. А если мы еще и попадем под сильнейший солнечный ветер, то 100% получим острую лучевую болезнь, и до Марса долетят лишь холодные трупы.

Полет до Марса
Полет до Марса

При хорошей обшивке корабля и правильном построении маршрута, избегающего мест с повышенным радиационным фоном, мы сможем «победить» радиацию. Но что делать с невесомостью? Вряд ли у нас будет средство искусственной гравитации в ближайшем будущем, а без него мы привыкнем находиться в постоянной невесомости. В таком случае мы буквально разучимся ходить, а наша кровеносная система быстро потеряет в тонусе. Реабилитироваться после такого нужно будет года два, не меньше. А у некоторых из нас побочные эффекты могут не пройти и за всю жизнь.


Ну и куда же без психических расстройств. Замкнутое пространство, опасный холодный космос, одни и те же лица, одна и та же еда, переутомление и прочие «радости» 80-дневного полета могут неслабо сказаться на нашей психике. В таких условиях нам всем грозит сильнейшая депрессия (или другие расстройства) и частые конфликты друг с другом.

Технические трудности

Никогда не угадаешь, какие форс-мажорные обстоятельства могут случиться во время полета. Можно долго готовиться к разным возможным сценариям, но предугадать все не получится. Любые системы могут выйти из строя по разным причинам. Солнечный ветер, столкновение с мелким объектом. Даже при посадке на Марс можно попасть в сильнейшую песчаную бурю.

Перед полетом нужно тщательно подготовиться. Ко всему готовыми мы не будем, но большую часть проблем предупредить сможем. У нашего корабля должна быть самая лучшая обшивка, а также резервные двигатели. Сам он должен быть создан по высшему слову техники, ведь права на ошибку у нас нет – в далеком космосе ждать помощи будет не откуда. Если мы сможем предугадать большинство опасных случайностей, значительно повысим свои шансы добраться до Красной планеты живыми.

Технические трудности
Технические трудности

Когда полетим и кто нас туда отправит?


Когда же мы наконец сможем отправиться на Марс? Хороший вопрос, на который пока нет ответа. Как государственные, так и частные космические компании уже заявляют о своих планах покорения Красной планеты, но пока они находятся лишь в начальной стадии.

Space X

Самым известным поклонником Марса, который, скорее всего и отправит нас туда первым, является гений, миллиардер и филантроп Илон Маск, основатель компании Space X. Его планы по колонизации Марса – не просто сотрясание воздуха. Он уже представил проект пилотируемого космического корабля, который сможет доставить туда людей. Согласно заявлениям Маска, первые грузовые и даже пилотируемые полеты состоятся уже в этом десятилетии, а конкретно к 2025 году. Компания даже разрабатывает свой собственный скафандр.

Mars One

Это нидерландская фирма решила запустить самое амбициозное реалити-шоу во Вселенной, эдакий аналог Дома-2 на Марсе. Она еще в 2016-ом начала отбирать участников для своей программы, а деньги поступали от частных инвесторов и рекламных кампаний. И все бы ничего, только компания в прошлом году объявила себя банкротом. Новых инвесторов для проекта до сих пор не нашли, но говорят, что он все еще жив, и в 2026 году должен состояться первый полет.

Mars One
Mars One

NASA


Денег у NASA не меньше, чем у Space X, поэтому они действительно могут позволить себе полеты на Марс в ближайшем будущем. Вот только пока космическое агентство этого делать не собирается. NASA говорит о первой возможной экспедиции к Марсу лишь в 2030-ых. Сначала агентство собирается построить новую ракету для отправки шаттлов к ближайшим астероидам, а уже потом, на основе полученной информации и опыта, отправиться в путешествие на Красную планету.

Inspiration Mars

Амбициозный проект первого космического туриста Денниса Тито (который заплатил за это 20 млн долларов) не планировал высадку на Марс. Это должен был быть туристический полет к орбите Красной планеты, а затем и Венеры. Вся миссия должна была занять почти 600 дней и стартовать сначала в 2018, а потом в 2021 году. В итоге проект претерпел тонну критики от ученого сообщества, в основном за невозможные амбиции, и был закрыт.

Mars Direct

Этот план пилотируемого полета предлагает отправить к Марсу сначала беспилотник, который накопит там топлива на обратную дорогу в результате взаимодействия водорода с атмосферой Красной планеты. Затем туда отправиться корабль с экипажем, который отстроит там обитаемую базу и улетит обратно на первом шаттле. Таким образом, можно значительно сэкономить на топливе и взять с собой больше нужных ресурсов, чтобы будущие колонисты приехали уже на все готовое. Проект действительно выглядит правдоподобно, и он существует до сих пор, так что, возможно, в скором будущем еще даст о себе знать.


Mars Direct
Mars Direct

CNSA

Китайское национальное космическое управление впервые отправило своего тайконавта (китайский космонавт) в космос лишь в 2003 году. Однако космическая отрасль в Поднебесной с тех пор стала развиваться семимильными шагами. 23 июля 2020-го китайцы даже запустили свой собственный марсоход, который к февралю следующего года должен прибыть на Красную планету. Более того, один тайконавт уже даже принял участие в эксперименте Марс-500, который проводился в Москве. Его суть заключалась в том, чтобы исследовать влияние длительной изоляции (500 дней) на человека. Отправить свою первую экспедицию на Марс Китай планирует не раньше 2040 года.

Роскосмос

Российское федеральное космическое агентство тоже старается не отставать от «марсианской гонки». Уже сейчас в разработке находится сверхтяжелая ракета-носитель Ангара-А5В, которая должна пройти все испытания к 2025 году. Если все пройдет нормально, грузоподъемность этой ракеты позволит ей совершать межпланетные перелеты. Но о каких-либо конкретных датах отправки людей к Марсу пока не сообщается.

ESA

Европейское космическое агентство (да-да, такое существует) как-то совсем холодно относится к Марсу. У Старого света есть несколько совместных с Россией проектов, но пока ни о каких пилотируемых полетов на Красную планету не идет и речи. ESA предпочитает создание беспилотных зондов для исследования дальнего космоса.

Источник: kosmolog.ru

Зачем лететь на Марс?


Красная планета — самый очевидный объект исследования для ученых. Главные цели путешествия — поиск внеземной жизни, более глубокое изучение планеты и ее истории, подготовка дальнейшей колонизации и развитие необходимых технологий.

Есть ли или была ли где-то, кроме Земли, жизнь — один из главных вопросов человечества. Марс же является идеальным местом для начала поиска, так как он наиболее схож с Землей.

Изучение геологии Марса, находясь на его поверхности, поможет лучше понять историю планеты. Пока Земля росла и формировалась, Марс уже проходил через серьезные климатические изменения и катаклизмы. Поэтому поняв Марс, мы лучше поймем и Землю.

Строение Марса
Строение Марса

Путешествие на Красную планету даст необходимое понимание влияния космоса и межпланетных путешествий на человека. Это будет одним из важнейших шагов в истории человечества.

Сколько свет летит до Марса?

Поскольку планеты непрерывно вращаются вокруг Солнца, расстояние Марса до звезды и Земли постоянно меняется. Соответственно, и свет, отправленный из конкретной точки к планете в разное время, будет добираться разное количество времени.

Сначала разберемся, за сколько долетает свет, отправленный с Земли. Расстояние между планетами меняется в диапазоне от 55 до 400 млн км. На минимальной дистанции свет, имея скорость 299 792 км/с, доходит с Земли до Марса за 3 минуты, при максимальном – за 22 минуты.
Расстояние между Марсом и Солнцем составляет 227 990 000 км. Свет от звезды доходит до красной планеты примерно за 12 мин 40 с.

Сколько летели до Марса?

Несмотря на то, что на Марс не ступала нога человека, ученные давно заинтересовались планетой и с 1964 года стали отправлять различные устройства и аппараты для более детального изучения Красной планеты.

Первая миссия по изучению Марса была осуществлена в 1964 году, когда США отправили аппарат под названием Mariner-4 к орбите далекой планеты. Аппарат летел 228 дней. Он предоставил ученым 21 фотографию.

Mariner-6 был отправлен к Марсу в 1969 году. Полет к орбите Красной планеты длился 155 дней. В результате этой миссии ученые получили данные об атмосфере и температуре на поверхности.

Mariner-7 был отправлен в том же году, выступая как запасной вариант. Путь его занял 128 дней.

Mariner-9 был отправлен в 1971 году, добрался до Марса он за 168 дней. Этот аппарат стал первым искусственным спутником планеты, за свое недолгое существование (до октября 1972 года) он успел создать карту поверхности Марса.

Viking-1 стал первым аппаратом, чьей миссией была посадка на поверхность. Добирался он 304 дня.

Миссии на Марс
Миссии на Марс

Viking-2 добирался 333 дня и главной задачей было — поиск жизни. С помощью аппарата было сделано более 16 тысяч снимков. Фотографии были цветными, что дало абсолютно новый взгляд на Марс.

Mars Pathfinder, запущенный в 1996 году, достиг Красной планеты за 183 дня. Аппарат изучал местный грунт.

Mars Express — космическая станция Европейского космического агенства. Она находилась в пути 201 день.

Mars Reconnaissance Orbiter — первый разведчик, отправленный в 2005 году с целью найти место, где могли бы высадиться первые колонисты. Путь занял 210 дней.

Аппарат Maven, отправленный в 2013 году, занимался изучением атмосферы планеты и добирался до нее 307 дней.

Советскому Союзу не везло с изучением Марса, было много неудачных пусков и поломок в процессе полета. С Венерой получалось гораздо успешнее. Приведем данные: советский аппарат Марс-1 летел до Марса 230 дней.

Такая значительная разница в длительности полетов появляется из-за разного расположения двух планет. А техническое развитие не может серьезно повлиять на время пути — в большей части длительность зависит от сложных математических вычислений, заключающихся в анализе орбит двух небесных тел.

Сколько километров лететь до Марса от Земли?

  • Самое большое расстояние между Землей и Марсом планетами может быть 401 миллион км.
  • Среднее расстояние — около 225 миллионов км.
  • Самое близкое расстояние, на которое Марс может приблизиться к Земле, — 54,6 миллионов км.
Орбита Марса и Земли
Орбита Марса и Земли

Если брать идеальные условия и возможность разогнать космический корабль с людьми на борту со скоростью самого быстрого аппарата из когда-либо запущенных человечеством — “Новые Горизонты”, чья скорость достигала 58 тысяч км/ч, — то по прямой на путь потребуется всего 39 дней.

Сколько по времени лететь на Марс со скоростью самолета?

К примеру, если было бы возможно отправлять в межпланетные путешествия самолеты, то при средней скорости современных лайнеров в 1000 км/ч, путь до Марса занял бы более 22 тысяч дней.

Траектории полета

Стоит понимать, что Солнечная система обладает большим количеством гравитационных точек, поэтому запускать какие-либо объекты по прямой не представляется возможным. Необходимо максимально избегать притяжения Солнца, которое может запросто притянуть любой объект запущенный с Земли и уничтожить его. Поэтому были разработаны определенные траектории, по которым возможен полет до Красной планеты. Существует несколько основных путей, как добраться до Марса.

Траектории полета на Марс
Траектории полета на Марс

Гомановская траектория

Этот метод заключается в запуске объекта навстречу небесному телу. Такой способ был разработан немецким инженером Вальтером Гоманом, который предложил отправлять аппараты против движения планеты. Но у данной траектории есть один значительный минус —  требуется большое количество топлива для торможения.

Баллистический захват

Баллистический захват — это второй метод, который предлагает запуск аппаратов прямо по орбите Марса опять же навстречу движению, а торможение будет происходить за счет атмосферы. Такой метод требует больше времени для реализации.

Торможение атмосферой
Торможение атмосферой

Параболическая траектория

Параболическая траектория — самый сложный по техническим требованиям маршрут, но на его преодоление уйдет всего 80 дней. Такой метод потребует от космического корабля разогнаться до 16,7км/с, что равняется третьей космической скорости. Подобный маневр потребует в 4 раза больше топлива, чем первый метод, но из-за резкого сокращения времени путешествия сэкономить можно на питании и на средствах жизнеобеспечения экипажа.

Миссия туда-обратно

Перед организаторами первой миссии на Марс стоит сложнейшая проблема — не только отправить аппарат куда-то далеко, а вернуть его и обратно. Чем будет больше скорость корабля, тем меньше затрат потребуется. Минимальной для осуществления подобной операции скоростью считается отметка в 18 км/с.

Пилотируемый полет на Марс
Пилотируемый полет на Марс

Для перелета инженер Роберт Зубин предлагает использовать ядерные двигатели, которые потребуют от корабля взять с Земли 6 тонн водорода. А для пути назад — будет использован диоксид углерода, который несложно найти на Марсе. Воду можно будет расщеплять на кислород и водород, а последний преобразовывать в метан. Все эти процессы обеспечат астронавтов топливом для дороги домой.

При таких условиях путь будет длится примерно 9 месяцев, при этом 17 месяцев кораблю предстоит находиться на орбите Красной планеты, потому что необходимо снова поймать идеальное расположение двух небесных тел. Для сближения двух планет может понадобиться до 500 дней.

Отсюда делается следующий вывод — минимальный срок путешествия займет 33 месяца. Но не стоит забывать, что на данном этапе развития технологий астронавты получают серьезный вред здоровью, находясь на МКС по полгода. Так что для операции на Марс потребуется нечто совершенно иного уровня.

Сколько нужно топлива для полета на Марс?

Нужно понимать, что перед расчетами топлива следует максимально точно проложить маршрут космического корабля. Марс все время двигается вокруг Солнца, и инженерам нужно просчитать траекторию полета, место, где будет планета на момент прибытия. На основе этого определяется расстояние, которое пролетит корабль и топливо.

Из-за большого количества нюансов можно лишь приблизительно подсчитать необходимые запасы для двигателя. Инженер Роберт Зубрин пробовал рассчитать разные варианты запуска космического корабля на ядерном реакторе. Проведя исследования он пришел к выводу, что на путь от Земли до Марса потребуется примерно 6 тонн водорода.

Основные опасности путешествия на Марс

Космос является невероятно красивым местом, но при этом он бесконечно опасен для своих исследователей. Пока цивилизация в своей короткой истории освоения космоса научилась защищать астронавтов лишь в условиях относительно непродолжительных миссий, таких как нахождение на Международной космической станции (МКС) или путешествие на Луну, но перед ученными все еще стоят вопросы более сложных и продолжительных полетов.

Например, во время потенциальной миссии на Марс специальная программа НАСА предвидит пять главных опасностей для астронавтов. Эта программа изучает и разрабатывает новейшие способы защиты и оборудование, которое способно обезопасить будущих межпланетных путешественников.

Радиация

Почти все знают, что, подвергшись слишком сильному воздействию радиации, человек может серьезно повредить здоровье, но уровни опасного излучения, которое человек получает на Земле, ничто, если сравнивать с тем, с чем предстоит столкнуться первым путешественникам на Марс.

Космическая радиация – главное препятствие для межпланетных полетов
Космическая радиация – главное препятствие для межпланетных полетов

Космическое излучение гораздо более опасное, чем излучение, испытываемое людьми на Земле. Даже находясь на МКС, человек подвергается излучению в 10 раз более сильному, чем земное, хоть Земля, благодаря своему магнитному полю, и выступает щитом на пути радиации. Что же будет с людьми в открытом космосе — никто не знает.

Изоляция и заключение

Далеко не все опасности вытекают из потаенных уголков космоса. Психика человека — крайне хрупкий механизм. Ученым давно известно, что длительная изоляция приводит к перепадам настроения, нарушениям восприятия окружения, проблемам межличностного взаимодействия, а также может стать следствием серьезных нарушений сна. По оценкам НАСА изменение сознания людей при длительном нахождении в замкнутом помещении неизбежно. Поэтому отбор в подобное путешествие должен быть крайне жестким.

Расстояние от Земли

Если астронавты доберутся до Красной планеты, то они окажутся на самом далеком расстоянии от Земли, чем кто-либо до них. Если Луна находится на расстоянии 380 тысяч км от родной планеты, то Марс — на расстоянии 225 миллионов км. И это означает, что когда первые колонизаторы ступят на пески далекой нового мира — они должны будут быть максимально самодостаточными, потому что быстрой доставки с Земли им не стоит ожидать. Любой сигнал будет идти около 20 минут. Ученые до сих пор бьются над вопросами, касаемые груза, который будет необходим первым людям в таком путешествии.

Будущие колонии на Марсе
Будущие колонии на Марсе

Гравитационные поля

На пути к Марсу колонизаторам придется столкнуться с тремя разными гравитационным полями: Земляная гравитация, отсутствие почти какого-либо притяжения в открытом космосе и Марс. Ученые до сих пор изучают влияние подобных перепадов на здоровье людей.

Источник: kipmu.ru

Какое расстояние от Земли до Марса?

Чтобы точно рассчитать, сколько лететь от Марса до Земли, нужно располагать сведениями о расстоянии между планетами. Важно заметить, что это не какая-то фиксированная величина. Поскольку планеты постоянно перемещаются по орбитам, сегодня расстояние между объектами Солнечной системы может быть одно, а завтра уже другое.

Время перелета от Земли до МарсаТак или иначе, точное расстояние зафиксировать сегодня так и не удалось.
Расстояние до марса в световых годах

Сейчас красная планета остается неизведанной, поскольку нога человека на нее пока не ступала. Но «марсоходы» и «беспилотники» уже успели побывать там. По ним и можно ориентироваться, сколько лететь до Марса по времени теоретически.

Чтобы детальнее разобраться, сколько лететь до Марса по времени, стоит внимательно ознакомиться со следующими фактами:

  • Mariner-4 – межпланетная станция, которая впервые осуществила в 1964 году миссию на красную планету, приблизившись к ней на расстоянии 12 000 километров за 228 дней, было выполнено множество снимков, но надежды относительно наличия живых организмов не оправдались;
  • Mariner-6 – через пять лет после первого полета своего предшественника Маринер-6 побывал на расстоянии 3 429 километров от Марса, время перелета заняло 155 дней, кроме съемок, проводились исследования атмосферы, определялась температура;
  • Mariner-7 – перелет к красной планете занял 128 дней, были проведены более детальные изучения атмосферы и температуры;
  • Mariner-9 – полет к Марсу состоялся в 1971 году и занял 168 дней, с его помощью был разработана карта планеты, Маринер-9 является первым ее спутником, работа которого завершилась в 1972 году по причине истощения резервов сжатого газа;
  • Викинг-1 – двинулся в 1976 году и опустился на Марс через 304 дня;
  • Викинг-2 – перелет занял 333 дня, поиск жизни на Марсе не увенчался успехом;
  • Mars Global Surveyor– начал перемещаться с Земли на Марс в 1996 году, время перелета в один конец составило 308 дней, аппарат успешно работал 5 лет на полярной орбите планеты;
  • Mars Pathfinder – старт с Земли был назначен на декабрь 1996 год и ровно через 7 месяцев аппарат приземлился на красную планету, удалось изучить камни на Марсе, более точно измерить температуру, сделать снимки;
  • Mars Express– лететь было назначено на декабрь 2003 года, перелет по времени составил 201 день;
  • Mars Reconnaissance Orbiter – летом 2005 года состоялся вылет на Марс и в марте следующего года аппарат достиг его орбиты, по времени пришлось лететь 210 дней;
  • Мавен – межпланетный зонд запустили в США, он отправился на Марс в 2013 году и достиг его поверхности через 307 дней.

Расстояние до марса в световых годах

 

Таким образом, начиная с 1964 года, проводились масштабные изучения красной планеты и до сегодняшнего дня исследования не завершены. Предстоит раскрыть множество тайн Марса, которые, возможно, помогут человеку в дальнейшей работе по освоению космоса.

Световая скорость

Кроме времени, выражаемого в днях, перелет космического корабля между объектами Солнечной системы можно рассчитать в световых годах. Сколько будет перемещаться аппарат от Земли до Марса? Стоит детальнее рассмотреть этот вопрос.

Расстояние до марса в световых годах

Из школьной программы по физике известно, что скорость света примерно составляет 186 000 миль/сек (299 000 км/сек.). Чисто гипотетически, можно сделать следующие выводы:

  • при максимальной близости Марса и Земли лучи, которые отразятся от красной планеты, достигнут поверхности Земли через 3 минуты;
  • при сближении планет в центральной точке это произойдет за 13 минут;
  • если по максимуму отдалить планеты друг от друга, луч достигнет Земли через 22 минуты.

На заметку! Выражение «перемещаться со скоростью света» не зря означает большую скорость, ведь световые потоки способны проходить огромные расстояния за сравнительно короткое время. Для понимания человека это колоссальная быстрота.

Расстояния в астрономии определяются в световых годах. Один световой год составляет 9 460 528 177 426,82 км. Это практически 9,5 триллиона км. Научные деятели не теряют надежды на то, что когда-нибудь технический прогресс даст возможность достичь данного скоростного предела. Но пока световой год используется для измерения расстояний между космическими объектами, поскольку значения там, действительно, колоссальные.

Самая скоростная межпланетная станция

Около 12 лет назад осуществился запуск автоматической станции, являющейся в настоящее время наиболее скоростной. Ее название − New Horizons. Скорость станции составила 16,26 км/сек. Достаточно весомый показатель, но не для космического пространства. Тем не менее, развить более высокую скорость до сих пор не удалось ни одному аппарату. Задача New Horizons заключалась в исследовании Плутона.

Расстояние до марса в световых годах

Если отправить космическую станцию на Марс, она долетит до него за 39 дней при минимальном отдалении от Земли. Когда планета пребывает в средней точке отдаленности, аппарат достигнет ее за 162. А при максимальном удалении Марса от Земли станция долетит лишь за 210 дней. Полученные значения являются приблизительными. Никто точно не знает, за сколько можно долететь до Марса. Особенно, если учитывать тот факт, что расстояние между планетами постоянно меняется, а скорость комических кораблей разнится.

Расстояние до марса в световых годах

На заметку! Если рассмотреть перелет на Марс на космическом аппарате, оснащенном ядерным двигателем высокой мощности, теоретически время можно существенно уменьшить. Также такое устройство дает возможность для широкого выбора момента взлета с поверхности Земли. При этом огромного значения расстояние между планетами уже не имеет. Однако при оснащении космического корабля обыкновенным ракетным двигателем ситуация несколько иная. Тем не менее, ядерные установки для путешествий в межгалактическом пространстве пока не предусмотрены. Однако конструкторами ведутся работы в данном направлении.

Источник: otvetkak.ru

Первая радиолокация Марса

Приемная антенна радиолокатора АДУ-1000 (“Плутон”) в Крыму

60-ые годы 20 века отметились значительным прогрессом в изучении Марса, так как началась космическая эра, а так же появилась возможность осуществления радиолокации Марса. В феврале 1963 года в СССР с помощью радиолокатора АДУ-1000 (“Плутон”) в Крыму, состоящего из восьми 16-метровых антенн была проведена первая успешная радиолокация Марса. В этот момент красная планета находилась в 100 млн. км от Земли. Передача радиолокационного сигнала проходила на частоте 700 мегагерц, а общее время прохождения радиосигналов от Земли до Марса и обратно составило 11 минут. Коэффициент отражения у поверхности Марса оказался меньше, чем у Венеры, хотя временами он достигал 15 %. Это доказывало, что на Марсе есть ровные горизонтальные участки размером больше одного километра.

Возможные траектории полета к Марсу

Траектории полета к Марсу

Полет по прямой линии к Марсу невозможен, так как на траекторию любого космического аппарата будет оказывать гравитационное влияние Солнце. Поэтому возможно три варианта траектории: эллиптическая, параболическая и гиперболическая.

Эллиптическая (гомановская) траектория полета к Марсу

Теория простейшей траектории полета к Марсу (эллиптической), которая обладает минимальными затратами топлива была разработана в 1925 году немецким ученым Вальтером Гоманом. Несмотря на то, что эта траектория была независимо предложена советскими учеными Владимиром Ветчинкиным и Фридрихом Цандером, траектория ныне широко известна как гомановская.

Гомановская траектория полета к Марсу

Фактически эта траектория представляет собой половинный отрезок эллиптической орбиты вокруг Солнца, перицентр (ближайшая точка орбиты к Солнцу) которой находится вблизи точки отправления (планета Земля), а апоцентр (самая удаленная точка орбиты от Солнца) вблизи точки прибытия (планета Марс). Для перехода на простейшую гомановскую траекторию полета к Марсу требуется приращение скорости околоземного спутника Земли на 2.9 км в секунду (превышение второй космической скорости).

Наиболее благоприятные окна для полета к Марсу с баллистической точки зрения случаются примерно раз в 2 года и 50 суток. В зависимости от начальной скорости полета с Земли (от 11.6 км в секунду до 12 км в секунду) продолжительность полета к Марсу изменяется от 260 до 150 суток. Уменьшение времени межпланетного перелета происходит не только по причине увеличения скорости, но и уменьшения длины дуги эллипса траектории. Но при этом увеличивается скорость встречи с планетой Марс: c 5.7 до 8.7 км в секунду, что усложняет полет необходимостью безопасного снижения скорости: к примеру, для выхода на марсианскую орбиту или с целью посадки на поверхность Марса.

Таблица параметров возможных траекторий перелета к Марсу по гомановским траекториями

Примеры продолжительности полета к Марсу по эллиптической траектории

За 60 лет космической эры к Марсу было отправлено 50 космических миссий автоматических зондов (из них 2 аппарата, которые использовали Марс лишь для гравитационного пролета – “Даун” и “Розетта”). Только 34 космических зонда из этой полсотни смогли выйти на межпланетную траекторию полета к Марсу. Продолжительность перелета к Марсу для этих зондов (так же включены наиболее известные неудачные миссии):

  • “Марс-1” – 230 суток (потеря связи на 140-ые сутки полета)
  • “Маринер-4” – 228 суток
  • “Зонд-2” – 249 суток (потеря связи на 154-ые сутки полета)
  • “Маринер-5” — 156 суток
  • “Маринер-6”- 131 суток

х) 2х“Марс-69“ – 180 суток (авария РН)

  • “Марс-2” – 191 суток
  • “Марс-3” – 188 суток
  • “Маринер-9” – 168 суток
  • “Марс-4” – 204 суток
  • “Марс-5” – 202 суток
  • “Марс-6” – 219 суток
  • “Марс-7” – 212 суток
  • “Викинг-1” – 304 суток
  • “Викинг-2” – 333 суток
  • “Фобос-1” – 257 суток (потеря связи на 57-ые сутки полета)
  • “Фобос-2” – 257 суток
  • “Марс Обсервер” – 333 суток (потеря связи на 330-ые сутки полета)

х) “Марс-96” – 300 суток (авария РБ)

18) “Марс Пасфайндер” – 212 суток

19) “Марс Глобал Сервеер” – 307 суток

20) “Нозоми” (1-ая попытка) – 295 суток

20) “Нозоми” (2-ая попытка) – 178 суток (потеря связи на 173-ие сутки полета)

21) “Марс Клаймед Орбитер” – 286 суток

22) “Марс Полар Лэндер” – 335 суток

23) “Марс Одиссей 2001” – 200 суток

24) “Спирит” – 208 суток

25) “Оппортьюнити” – 202 суток

26) “Марс Экспресс” – 206 суток

27) MRO – 210 суток

28) “Феникс” – 295 суток

29) “Кюриосити” – 250 суток

х) “Марс Фобос Грунт” – 325 суток (остался на околоземной орбите)

30) MAVEN – 308 суток

31) MOM – 298 суток

32)”Экзомарс 2016” – 219 суток

Как видно из этого списка наиболее коротким перелетом к Марсу стал полет небольшого (412 кг) пролетного аппарата “Маринер-6“ в 1969 году: 131 сутки. Самые длительные перелеты совершили орбитальные и посадочные миссии “Марс Полар Лэндер” (335 суток), “Марс Обсервер” и “Викинг-2” (по 333 суток). Очевидно, что данные миссии были на пределе возможностей существующих ракет. Такой же длительный перелет (11 месяцев) должна была совершить российская миссия “Марс Фобос Грунт” при возвращении с грунтом Фобоса к Земле.

Миссия «Фобос-Грунт»

Миссия “Марс Фобос Грунт“ стала первой попыткой отработать полет к Марсу и обратно. Длительность такого перелета должна была составить 2 года и 10 месяцев. Похожие проекты разрабатывались в СССР в 70-ые годы 20 века, только они предусматривали доставку грунта не с поверхности Фобоса, а с поверхности Марса. В связи с этим в них предусматривалось использовать либо сверхтяжелую ракету Н1 либо два пуска тяжелой РН “Протон”.

Кроме того можно отметить длительные перелеты между Землей и Марсом, которые совершили два зонда для изучения небольших объектов Солнечной Системы: Dawn (509 суток) и “Розетта“ (723 суток).

Условия перелета к Марсу

Условия межпланетного пространства на траектории полета к Марсу являются одними из наиболее изученных среди разных областей межпланетного пространства Солнечной Системы. Уже первый межпланетный перелет между Землей и Марсом, выполненный советской станцией “Марс-1“ в 1962-1963 годах показал наличие метеорных потоков: микрометеоритный детектор станции регистрировал удары микрометеоритов каждые 2 минуты на удалении в 20-40 млн. км от Земли. Так же измерения этой же станции позволили измерить интенсивность магнитных полей в межпланетном пространстве: 3-9 наноТесл.

Так как существуют многочисленные проекты полета человека на Марс, то особую роль в таких исследованиях занимают измерения космической радиации в межпланетном пространстве. Для этого на борту наиболее совершенного марсианского ровера (“Кюриосити”) был установлен детектор радиационной обстановки (RAD). Его измерения показали, что даже короткий межпланетный перелет представляет собой большую опасность для здоровья человека.

Накопленная доза радиации во время перелета примерно в сотню раз больше, чем получаемая за год обычным жителем и почти в 2 раза выше, чем во время полугодового полета на МКС

Ещё более интересный эксперимент по изучению влияния условий длительного межпланетного перелета на живые организмы должен был пройти в рамках неудавшейся российской миссии “Марс-Фобос-Грунт”. Его возвращаемый аппарат в дополнение к пробам грунта нес 100-граммовый модуль LIFE с десятью различными микроорганизмами. Эксперимент должен был позволить оценить влияние межпланетной среды за трехлетний космический полет.

Изучение возможности полета человека к Марсу

Параллельно с первыми попытками запуска автоматических зондов к Марсу с 1960 года в СССР и США проходили разработки проектов пилотируемого полета к Марсу с ориентиром на запуск в 1971 году. Эти проекты отличались массой межпланетного корабля в сотни тонн и наличием особого отсека с высоким уровнем защиты от космической радиации, где экипаж должен был укрываться во время солнечных вспышек. Электропитание таких кораблей должно было осуществляться от ядерных реакторов или очень крупных солнечных батарей. В рамках подготовки к таким полетам были проведены наземные эксперименты по изоляции людей (“Марс-500” и марсианские полигоны в канадской Арктике, Гавайях и т.д.) и эксперименты по созданию замкнутых биосфер (“БИОС” и “Биосфера-2”). Как видно из названия эксперимента “Марс-500” существует вариант полета к Марсу примерно за 500 суток, что в 2 раза короче, чем при классической схеме (2-3 года).

Схема 550-суточного полета от РКК “Энергия”, который предусматривает использование траекторий, касающихся орбиты Венеры

Как видно в сравнении с классической схемой время пребывания в системе Марса в этом случае сокращается с 450 до 30 суток.

Параболическая траектория полета к Марсу

В случае полета к Марсу по параболической траектории, начальная скорость космического аппарата должна сравняться с третьей космической скоростью: 16.7 км в секунду. В этом случае перелет между Землей и Марсом составит всего 70 суток. Но при этом скорость встречи с планетой Марс возрастет до 20.9 км в секунду. Скорость космического аппарата относительно Солнца при полете по параболе уменьшится с 42.1 км в секунду у Земли до 34,1 км в секунду у Марса.

Полет c возращением на Землю займет по параболической траектории всего 5 месяцев

Но при этом энергетические затраты для разгона и торможения возрастут примерно в 4.3 раза по сравнению с полетом по эллиптической (гомановской) траектории.

Актуальность подобных полетов вырастает в связи с сильной радиацией в межпланетном пространстве. Хотя полет по параболической траектории требует большее количество топлива, с другой стороны, он снижает требования к радиационной защите и количеству запасов кислорода, воды и пищи для экипажа космического корабля. Параболические траектории находятся в очень узком диапазоне, поэтому гораздо интереснее рассмотреть широкий диапазон гиперболических траекторий, во время которых космический аппарат будет двигаться к Марсу со скоростью убегания из Солнечной Системы, которая превышает третью космическую скорость.

Гиперболическая траектория полета к Марсу

Человечество уже освоило возможность разгона космических аппаратов до гиперболических скоростей. За 60 лет космической эры осуществлены 5 запусков космических зондов в межзвездное пространство (“Пионер-10“, “Пионер-11“, “Вояджер-1”, “Вояджер-2” и “Новые Горизонты”). Так “Новым Горизонтам“ потребовалось всего 78 суток для полета с Земли до марсианской орбиты. Недавно открытый первый межзвездный объект “Oumuamua” обладает ещё большей гиперболической скоростью: пространство между земной и марсианской орбитой он пролетел всего за 2 недели.

Марс — планета бога войны

В настоящее время разрабатываются проекты полетов к Марсу по гиперболическим траекториям. Здесь большие надежды возлагаются на электрические (ионные) ракетные двигатели, у которых скорость истечения может достигать 100 км в секунду (для сравнения у химических двигателей этот показатель ограничен 5 км в секунду). В настоящее время это направление быстро развивается. Так ионные двигатели зонда Dawn смогли обеспечить приращение скорости больше 10 километров в секунду, используя лишь полтонны ксенона за 10 лет миссии, что является рекордом для любой межпланетной станции. Главным минусом таких двигателей является небольшая мощность, вызванная использованием маломощных источников энергии (солнечных батарей). Так европейской станции SMART-1 для перелета с геопереходной орбиты к Луне потребовался целый год. Для сравнения обычные лунные станции осуществляли перелет к Луне всего за несколько суток. В связи с этим оснащение межпланетных кораблей ионными двигателями будет тесно связано с развитием космических ядерных энергетических установок. Так ожидается, что двигатель VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) мощностью в 200 мегаватт и работающий на аргоне сможет осуществлять 40-суточные полеты человека к Марсу. Для сравнения подводные лодки класса “Сифульф“ используют 34-мегаваттный ядерный реактор, а авианосец класса “Джеральд Форд” 300-мегаватнный ядерный реактор.

Ещё более заманчивые перспективы в области полетов к Марсу обещает проект двигателя Х3, который теоретически способен доставить человека на Марс всего за 2 недели. Недавно этот двигатель, разрабатываемый учеными Мичиганского университета, ВВС США и NASA показал рекордную мощность (100 кВт) и тягу (5.4 ньютона). Предшествующий рекорд тяги для ионного двигателя составлял 3.3 ньютона.

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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