Сколько надо лететь до марса


Сколько лететь до Марса?

Сколько лететь до Марса знает каждый, кто даже не очень силен в астрономии, – долго. Однако в мире профессиональных космических полетов многое зависит от того, какова миссия полета, какой аппарат летит: пилотируемый или просто зонд и прочих факторов.

Классические показатели полета на Марс:

Расстояние от Земли до Марса

  • Лететь до Марса минимум сто пятнадцать дней (используя текущие технологии). Долететь до Марса со скоростью света можно минимум за 3 минуты (182 секунды)
  • Придется преодолеть пятьдесят пять миллионов километров.
  • Со скоростью полета все еще сложнее, ведь пока что самый продвинутый космический корабль не умеет летать быстрее двадцати тысяч километров в час.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Марс

Однако все по порядку! Выясним, так ли правдоподобны базовые параметры, указанные нами выше. Узнаем сколько лететь до Марса по времени, расстоянию, и с какой скоростью можно долететь до Марса. И что делается, дабы ускорить полет, сделать его экономичнее и безопаснее.

Почему же так долго?

В первую очередь надо уточнить, Марс находится в пятидесяти пяти миллионах километрах от нашего планетарного дома. Так что даже, если Земля и эта планета перестанут двигаться, то лететь придется сто пятнадцать дней по прямой, поскольку скорость летательных аппаратов пока еще не превышает двадцати тысяч километров в час. В реальности же и Марс, и Земля вращаются вокруг нашего светила. Поэтому нельзя вот так взять и запустить корабль прямиком по адресу постоянной прописки.

Сколько надо лететь до марса

Траектория полета продумывается таким образом, чтобы работал принцип опережения. То есть, по сути аппарат летит туда, где Марса пока нет, но к моменту прибытия корабля будет.

Другой проблемой считается топливо. Для полетов требуется просто неимоверное количество топлива. Было бы хорошо иметь бездонный запас. Но пока приходится довольствоваться нынешними возможностями. Если бы в этом препятствий не было, ученые бы разгоняли корабли до огромной скорости до середины пути, а потом сопла бы разворачивались и замедляли судно. В теории все возможно. Вот только тогда придется построить летательный аппарат невероятных размеров с невероятно огромным резервуаром для топлива.

Идеи по ускорению полетов на Марс


Честно сказать, перед инженерами стоит не задача ускорения, а задача экономии топлива. Только не стоит думать, что речь идет о здоровье окружающей среды. Все дело в реальной экономии средств.

В NASA сегодня применяют метод Гомановской траектории, заключающийся в разработке способа, приводящего к существенной экономии топлива. Метод был разработан господином Гоманом еще в 1925. Он заключается в доставке кораблей не непосредственно к красной планете, а на орбиту Солнца. В определенное время эта орбита пересечется с марсианской, в результате чего корабль тут же окажется привязанным уже к Марсу.

 

Сколько надо лететь до марса

Казалось бы, так все просто. Но на самом деле, за такими манипуляциями скрывается очень серьезная работа по точным расчетам.

Правда, есть еще один вариант. Попробовать метод баллистического захвата, когда происходит запуск космического аппарата по орбите Марса навстречу планете. Красная планета при приближении собственной гравитацией захватывает корабль, в результате чего существенно экономится топливо. Но не время, которого требуется гораздо больше обычного.

Перспективные виды топлива


Применение ядерных ракет

Сколько надо лететь до марса

Ядерные ракеты, конечно, неплохая перспектива. Их работа может осуществляться за счет разогрева сжиженного типа топлива, к примеру, водорода. После теплового процесса нужно будет на огромной скорости произвести выброс этого топлива из сопла. И это создаст необходимую тягу. В теории, такой вид топлива сможет сократить время полета до семи земных месяцев.

Применение магнетизма

Сколько надо лететь до марса

Другой вариант ускориться – использовать возможности магнитно-плазматической ракеты с переменным импульсом. Движение аппарата будет происходить за счет электромагнетического прибора, где при помощи радиоволны разогревается и ионизируется топливо. Так создается ионизированный газ или иначе – плазма, которая и впоследствии разгоняет корабли. И работа над таким прибором уже идет. Его в дальнейшем собираются смонтировать на МКС для поддержания станции на орбите. И если с испытанием прибора все пройдет гладко, он поможет сократить дорогу на Марс уже до пяти месяцев.

Антиматерия


Сколько надо лететь до марса

Применение свойств антиматерии, наверное, наиболее экстремальная теория. Для получения антиматерии необходимо задействовать ускоритель частиц. Поскольку, когда частицы антиматерии и материи сталкиваются, случается невообразимо сильный выброс колоссальной энергии (по Эйнштейну), скорость корабля увеличится настолько, что достичь красной планеты удастся всего за сорок пять дней. А на это понадобиться около десяти миллиграммов антиматерии. Вот только производство столь малого количества обойдется в двести пятьдесят миллионов долларов.

Сегодня ученые работают не только над этими, но и над другими очень интересными и перспективными проектами, которые помогут отвоевать у времени несколько месяцев.

Планы российских ученых

Сколько надо лететь до марса

Российский ведущий ученый Академик Григорьев утверждает, что добраться до Марса можно и за тридцать восемь дней. Для этого придется использовать ионные двигатели. Однако полагают, что такой проект будет стоить огромных денег. Но ученый же смело заявил, что эти деньги куда ничтожней военного бюджета многих стран.

А на Марсе мы уже были


Первым на Марсе побывал насовский Mariner 4. Его запустили в 1964, а прибыл он на красную планету уже в 1965. За время полета аппарат сделал двадцать одну фотографию. Чтобы добраться до Марса Маринеру 4 понадобилось двести двадцать восемь дней.

Другой корабль – Mariner 6 – отправился к планете в 1969 в феврале, а оказался у Марса уже в июле. Ему понадобится сто пятьдесят шесть дней.

Сколько надо лететь до марса

Еще быстрей оказался Mariner 7, долетевший до планеты за сто тридцать один день.

Был еще и Mariner 9, который успешно вышел на марсианскую орбиту в 1971. В полете до точки прибытия корабль находился сто шестьдесят семь дней.

Вот так и идет изучение Марса. Каждый аппарат, отправленный в планете, в дороге проводит в среднем от ста пятидесяти до трехсот дней. Последний — Curiosity Lander (2012) достиг красной планеты за двести пятьдесят три дня.

Полет в один конец! Самое интересное впереди!

Компания Mars One намерена направить на Красную планету группу астронавтов не просто в полет по орбите, а для того, чтобы те построили на марсианской земле первую колонию-поселение. Вот только для первопроходцев это путешествие будет в один конец. Они никогда больше не увидят родных, близких, друзей, не поговорят с ними по телефону и даже не смогут использовать Интернет.


Сколько надо лететь до марса

Несмотря на устрашающее будущее все же нашлось более двухсот тысяч смельчаков, которые подали заявки на участие в миссии. Проектом было отобрано порядка тысячи пятидесяти восьми претендентов. Из них первые четыре победителя подготовительного этапа отправятся на планету в 2025. Затем, каждые два земных года к ним будут присоединяться и другие марсонавты.

Но все это – лишь общие слова. А что же на самом деле ждет тех, кто отправится в неизведанность? И как изменится мнение каждого из нас, кто хотел до сего момента оказаться на их месте, когда мы узнаем о предстоящих испытаниях?

Долгий и совсем не веселый перелет

Компания Mars One рассказала о том, что лететь до красной планеты, скорей всего, придется не менее семи месяцев, а то и все восемь. Многое будет зависеть от текущего расположения Земли относительно Марса. И все это долгое путешествие астронавтам придется мириться с крайне маленьким, тесным пространством на корабле и отсутствием всех привычных современному человеку удобств.

Сколько надо лететь до марса


Ужасно, но даже обычное купание станет непозволительной роскошью. И вот так, ни разу не помывшись, питаясь исключительно консервами, под постоянный гул вентиляторов, компьютерных систем и шум работы систем жизнеобеспечения эти истинные герои должны будут стараться не сойти с ума и долететь в полном здравии до Марса.

И это еще не все беды. Существует такая страшная вещь, как солнечная буря. И вот если по дороге она случится, астронавтам придется заточить себя в еще более узком пространстве, которое защитит их от вредного Солнца.

Реальное испытание для нервов

Наше упоминание о вероятной психической нестабильности, грозящей каждому космонавту в полете – вполне себе реальная угроза. На российской платформе был реализован проект Марс-500. В нем приняли участие шесть космонавтов, из которых четверо за пятьсот двадцать дней пребывания в замкнутом пространстве показали развитие депрессивного состояния. Начались проблемы со сном. У одно человека даже на почве хронического недосыпания пострадали внимание и способность к концентрации.

Сколько надо лететь до марса

На самом деле пока еще никто из астронавтов не проводил столько времени в космическом пространстве. Да еще и без связи и прочих условий, максимально приближенных к привычной комфортной жизни пусть и в невесомости. Не разрешается больше полугода находиться на МКС уже потому, что происходит потеря костной и мышечной тканей.

Напомним, марсонавтам придется провести в полете более двухсот дней – больше, чем полгода.

Марсианское течение времени


Сколько надо лететь до марса

Сутки на Марсе длятся всего на сорок минут дольше земных. В масштабах одного месяца, может, и не страшная разница. Но на самом деле для жителей будущей колонии она окажется ощутимой. Более того, в марсианском году шестьсот восемьдесят семь дней. Получается, что новоявленные марсиане с течением времени окажутся в два раза моложе своих же сверстников на Земле.

Чувство безысходности

Астронавты, у которых за плечами путешествие на Луну, рассказывали, что по мере отдаления от родной планеты ощущали, как внутри груди, в голове растет чувство замешательства и некоторого расстройства. Что же будет с теми, кто отправится на Марс, к которому лететь куда дольше, чем к Луне?!

Марсианская гравитация

Сколько надо лететь до марса

Гравитация, ждущая астронавтов на Красной планете – то, что сделает возвращение на Землю, домой невозможным. Дело в том, что марсианская гравитационная сила – лишь треть от нашей планетной. Иными словами, если вес человека на Земле составляет сто килограммов, то в условиях новой колонии он опустится до тридцати восьми. В результате мышцы атрофируются, кости ослабеют, и через некоторое время человек уже больше не сможет вернуться к обычной жизни на родной планете.

Похожая ситуация на МКС. Но астронавтов спасает непродолжительность пребывания в космосе.

Репродукция на Марсе


Сколько надо лететь до марса

Организаторы миссии на Марс для создания там колонии советуют будущим поселенцам не пытаться зачать детей. Причин несколько. В первую очередь, изначально на планете не будет никаких условий для нормальной семейной жизни. Затем, ничего не известно о том, как может пройти зачатие и развитие плода после стольких месяцев в полете, да еще в новых марсианских условиях.

Спорт – наше все!

Сколько надо лететь до марса

Чтобы оставаться способным хоть на какие-то действия, не давать атрофироваться мышцам окончательно, а костям адаптироваться к упрощенным марсианским условиям, придется стабильно поддерживать форму. Надо понимать еще одно. В космосе сердце и прочие органы начинают работать несколько иначе. В любом случае, придется проводить по нескольку часов за занятиями спортом. Даже на Космической станции космонавтам приходится до двух часов в день тренироваться.

Марсианская реальность


Самое ужасное еще впереди. Тренировки, вопросы продолжения рода и прочее описанное выше – не самая пугающая перспектива. Болезни! Никто не сможет получить медицинскую помощь на Марсе. Может, в будущем, в условиях уже развитой колонии можно будет обеспечивать поселенцев достойным уходом. Но не в начале миссии. Придется избегать даже самых незначительных травм и недугов.

Марсианская зараза

Сколько надо лететь до марса

Многие решат, что в космосе и заразиться-то нечем. Ну, а космические корабли проходят большой путь дезинфекции. Это делается для того, чтобы исключить возможность попадания земных бактерий в условия, к примеру, марсианского климата. Но этот факт не должен очень радовать будущих поселенцев Марса. Если они подхватят какую-то заразу на этой планете – не факт, что даже при возникновении возможности вернуться домой, Земля примет такого человека обратно. Ведь никто не будет знать, как лечить внеземную болезнь. И распространению космической эпидемии надо помешать в самом начале.

Больше не будет любимых блюд

Сколько надо лететь до марса

В проекте – научиться выращивать в условиях марсианского климата овощи. Очень важная инициатива, поскольку взятая с Земли еда быстро закончится. Но вырастить можно будет только шпинат, бобы, латук. А вот от животной пищи придется отказаться надолго. Ну, а про жареную картошку, сыры и прочее стоит и вовсе забыть.

Марсианская атмосфера

Марсианская атмосфера находится в крайне разряженном состоянии – порядка процента от земной. Девяносто шесть процентов воздуха Марса составляет углекислый газ с незначительными вкраплениями кислорода. Так что выйти подышать свежим воздухом у марсонавтов не получится.

Сколько надо лететь до марса

Но испытания на этом не заканчиваются. На планете случаются страшные песчаные бури. Они могут длиться от нескольких часов до нескольких дней и накрывать практически всю планету. Песок, поднимающийся в это время, может оказаться очень токсичным для человеческого организма. Так что, если захочется прогуляться, то сделать это можно в спокойную погоду и только в скафандрах.

Тишина и никакого Интернета

Если решиться отправить какую-то информацию с Марса, то задержка составит от трех до двадцати двух минут. Посему телефонные коммуникации не эффективны. Текстовое сообщение будет отправляться с задержкой в шесть минут.

Не будет и нормального Интернета, разве что несколько сайтов, загруженных на Земле. И как сообщает инсайдер, Mars One говорит, что у поселенцев будет выход к любимым ресурсам, но полного доступа к Сети не предвидится.

Радиация

Сколько надо лететь до марса

Благодаря марсоходу Curiosity удалось узнать, какому же уровню радиации подвергнется организм астронавтов на Красной планете. Новый дом и здесь не проявляет радушия. Марсоход передал данные, которые показали шестьсот шестьдесят два (±108) миллизиверт – две трети от предельного значения в тысячу миллизиверт. Вот только на Марсе нет никакого магнитного поля, которое хоть как-то противостояло такому страшному воздействию. Так что при каждой прогулке по поверхности планеты человек будет подвергать себя ужасной опасности.

Вы еще не поняли?

Попав на Марс, вы там же и умрете!

Умрете либо от болезней, которые невозможно будет излечить. Либо от неосторожных прогулок под воздействием радиации. В конце концов, даже если ничего особенного с вами не приключится, вы все равно умрете вдали от тех, кого любили всю жизнь, кем дорожили.

Источник: mks-onlain.ru

Сколько летели миссии до Марса

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

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

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

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

Почему так долго лететь до Марса

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

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

Минимальное топливное использование при полете на Марс

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

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

Альтернативные способы полета до Марса

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

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

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

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

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

Читайте также:

Источник: v-kosmose.com

Сколько лететь до Марса от Земли

Корабль Mars InSight сумел достичь планеты за относительно короткое время, но шаттл с людьми и запасами, необходимыми для выживания, может занять больше времени.

Наименьшее зарегистрированное расстояние между Землей и Марсом составляет 56 миллионов километров. Расстояние меняется из-за наших орбит. Даже свет, который распространяется невероятно быстро, может занять до 12 минут, чтобы добраться до нас с поверхности Марса.

Самый быстрый запуск ракеты с Земли произошел в 2015 году и развивался со скоростью 36 000 миль в час (58 000 км/ч). Судя по этой цифре, и учитывая, что Марс может быть дальше, в зависимости от того, когда вы побывали, ученые говорят, что путешествие на на красную планету занимает около 300 дней. Это чуть менее десяти месяцев. Однако некоторые говорят, что если все правильные элементы выровнены, и вы использовали много топлива, это может занять всего 150 дней, что составляет пять месяцев.

Другие идеи, чтобы уменьшить время полета до Марса

сколько лететь до Марса от Земли

Хотя для того, чтобы космический корабль пролетел 250 дней, чтобы достичь Марса, требуется некоторое терпение, нам может потребоваться совершенно другой метод движения, если мы посылаем людей. Космос — враждебное место, и излучение межпланетного пространства может представлять долгосрочную угрозу для здоровья астронавтов-людей.

Фоновые космические лучи создают постоянный поток радиации, вызывающей рак, но существует больший риск массивных солнечных бурь, которые могут убить незащищенных астронавтов за несколько часов. Если вы можете уменьшить время в пути, вы уменьшите количество времени, которое астронавты получают в результате облучения, и минимизируете количество припасов, которое они должны нести для обратного полета.

Сколько лететь до Марса, используя различные технологии

Уже началось развитие технологий, которые позволят осуществить пилотируемый полет на Марс уже в 2030-х годах. Многие из возможностей будут продемонстрированы сначала на Луне, во время миссий Artemis. Другие системы большее подходят для более глубокого космоса. Вот некоторые технологии, над которыми работает НАСА, чтобы научная фантастика стала реальностью.

Ядерные ракеты

Одна из идей — ядерные ракеты, которые нагревают рабочую жидкость — например, водород — до интенсивных температур в ядерном реакторе, а затем взрывают ее из сопла ракеты при высоких скоростях для создания тяги. Поскольку ядерное топливо намного плотнее энергии, чем химические ракеты, вы можете получить более высокую скорость тяги при меньшем расходе топлива. Предполагается, что ядерная ракета может сократить время полета на Марс примерно до 7 месяцев.

Магнитоплазменные ракеты

Другое предложение — это технология, называемая магнитоплазменной ракетой с переменным удельным импульсом (или VASIMR). Это электромагнитный двигатель, который использует радиоволны для ионизации и нагрева топлива. Это создает ионизированный газ, называемый плазмой, который может с большой скоростью выталкивать заднюю часть космического корабля. Бывший астронавт Франклин Чанг-Диас ведет разработку этой технологии, и ожидается, что на Международной космической станции будет установлен прототип, чтобы помочь ей сохранить свою высоту над Землей. В миссии на Марс ракета VASIMR может сократить время полета на Марс до 5 месяцев.

Антиматерия

Возможно, одним из самых экстремальных предложений будет использование ракеты-антивещество. Созданный в ускорителях частиц, антивещество — самое плотное топливо, которое вы могли бы использовать. Когда атомы вещества встречаются с атомами антивещества, они превращаются в чистую энергию, как и предсказывает знаменитое уравнение Альберта Эйнштейна: E = mc 2.

Итак, сколько лететь до Марса, использую технологию антивещества? Потребовалось бы всего 10 миллиграммов антивещества, чтобы продвинуть миссию человека на Марс всего за 45 дней! Но тогда производство даже такого незначительного количества антиматерии обойдется примерно в 250 миллионов долларов.

Сколько лететь до Марса с наименьшим количеством топлива

Основная задача инженеров — как доставить космический корабль на Марс с наименьшим количеством топлива. Роботы на самом деле не заботятся о враждебной космической среде, поэтому имеет смысл максимально снизить затраты на запуск ракеты.

Инженеры НАСА используют метод перемещения, называемый орбитой передачи Хомана — или орбитой передачи минимальной энергии — для отправки космического корабля с Земли на Марс с наименьшим количеством топлива. Техника была впервые предложена Уолтером Хоманом, который опубликовал первое описание маневра в 1925 году.

Вместо того, чтобы направлять вашу ракету прямо на Марс, вы повышаете орбиту вашего космического корабля так, чтобы он следовал по большей орбите вокруг Солнца, чем Земля. В конце концов эта орбита пересечет орбиту Марса — в тот самый момент, когда Марс тоже там.

Если вам нужно запустить с меньшим количеством топлива, вам нужно больше времени, чтобы поднять свою орбиту и увеличить поездку на Марс.

Марсианский дом и лаборатория на колесах

Чтобы уменьшить количество предметов, необходимых для приземления на поверхность, НАСА объединит первый марсианский дом и транспортное средство в один марсоход с пригодным для дыхания воздухом.

НАСА провело обширные испытания марсохода на Земле, чтобы сообщить о разработке герметичного мобильного дома на Луне. Астронавты Artemis, которые живут и работают в будущем герметичном луноходе, смогут поделиться своими отзывами, которые помогут улучшить возможности марсохода для астронавтов на Марсе.

Роботы НАСА также помогут с марсианским дизайном – все, от лучших колес для Марса до того, как более крупный автомобиль будет перемещаться по пересеченной местности.

Вездеход под давлением будет иметь внутри все, что нужно астронавтам для жизни и работы в течение нескольких недель. Они могут проехать в удобной одежде за десятки миль от космического корабля, который отправит их обратно в космос для обратного путешествия на Землю. Когда они будут сталкиваться с интересными местами, то могут надеть свои высокотехнологичные скафандры. Так они смогут выйти из марсохода, собрать образцы и провести научные эксперименты.

Сколько будет стоить полет на Марс

Помимо того, что лететь до Марса долго, это еще и недешевое мероприятие. Хотя, по словам мега-космического миллиардера Илона Маска, в конце концов, это не так уж много. Он говорит, что это может снизиться до 100 тысяч долларов. И не беспокойтесь о предоставлении обратной поездки, потому что, по словам Илона, она будет бесплатной.

“Полет на Марс будет стоить менее 500 000 долларов, а может быть, даже ниже 100 000 долларов”

– Илон Маск.

сколько лететь до марса по времени

Источник: qil.ru

Предыстория

В конце 19 века оптические иллюзии породили гипотезу о наличии на Марсе разветвленной сети каналов, которые созданы высокоразвитой цивилизацией. Эти предположения совпали с первыми спектроскопическими наблюдениями Марса, которые ошибочно приняли линии кислорода и водяного пара земной атмосферы за линии марсианской атмосферы.

В результате этого в конце 19 века и начале 20 века стала популярна идея о наличии развитой цивилизации на Марсе. Наиболее яркими иллюстрациями этой теории стали художественные романы “Война миров” Г. Уэльса и “Аэлита” А. Толстого. В первом случае воинственные марсиане осуществляли попытку захвата Земли с помощью гигантской пушки, которая выстреливала цилиндры с десантом в сторону Земли. Во втором случае земляне для путешествия на Марс используют ракету, работающую на бензине. Если в первом случае межпланетный перелет занимает несколько месяцев, то во втором речь идет о 9-10 часах полета.

Расстояние между Марсом и Землей изменяется в широких пределах: от 55 до 400 млн. км. Обычно планеты сближаются раз в 2 года (обычные противостояния), но в связи с тем, что орбита Марса обладает большим эксцентриситетом, раз в 15-17 лет случаются более тесные сближения (великие противостояния).

В таблице хорошо видно, что и великие противостояния различаются по причине того что и орбита Земли не является круговой. В связи с этим выделяют и величайшие противостояния, которые случаются примерно раз в 80 лет (к примеру, в 1640, 1766, 1845, 1924 и 2003 годах). Интересно отметить, что люди начала 21 века стали свидетелями самого величайшего противостояния за несколько тысяч лет. Во время противостояния 2003 года расстояние между Землей и Марсом было на 1900 км меньше, чем в 1924 году. С другой стороны считается, что противостояние 2003 года было минимальным, за последние 5 тысяч лет.

Великие противостояния сыграли большую роль в истории изучения Марса, так как они позволяли получить наиболее детальные изображения Марса, а так же упрощали межпланетные перелеты.

К началу космической эры наземная инфракрасная спектроскопия значительно уменьшила шансы на наличие жизни на Марсе: было определено, что главной компонентой атмосферы является углекислый газ, а содержание кислорода в атмосфере планеты является минимальным. Кроме того была измерена средняя температура на планете, которая оказалась сравнима с полярными регионами Земли.

Первая радиолокация Марса

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

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.

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.

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 “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.

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).

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.

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.

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: SpaceGid.com

Сколько километров лететь до Марса

Марс не является самой близкой к Земле планетой. По этому параметру его опережает Венера. Но экстремально высокая температура ее поверхности, а также атмосфера, насыщенная серной кислотой, делают ее совершенно непригодной для путешествий. Марс же почти не имеет атмосферы, средняя  температура на нем сравнима с температурой арктической зимы, а опасность для исследователей могут представлять лишь сильные песчаные бури. Теоретически, при должной экипировке человек в состоянии пережить такие условия.

Если люди все-таки соберутся в такое путешествие, какое расстояние им необходимо будет преодолеть? Сколько времени займет «поездка» на четвертую планету?

Расстояние от Земли до Марса постоянно меняется. Это связано с тем, что у каждой их планет своя траектория движения вокруг Солнца. Также, в отличие от орбиты нашей планеты, орбита соседа имеет более вытянутую форму. Максимальная удаленность между ними составляет 401,33*106 км, а минимальная – 54,56*106 км. Сближение планет наблюдается в тот момент, когда Земля оказывается в точке афелия, а четвертая планета —  в точке перигелия. Это время будет оптимальный для планирования путешествия на Красную планету.

Сколько по времени лететь на Марс

Сколько времени понадобится, чтобы преодолеть расстояние между Землей и Марсом? Для начала представим, что корабль, везущий космических путешественников, развивает такую же скорость, как самый скоростной космический зонд «Новые горизонты». Его максимальная скорость равнялась 58*103км/ч.

Следовательно, при идеальных условиях путешествия полет на Марс для человека на космическом корабле подобному «Новые горизонты» по наиболее короткой траектории займет 39 дней или 936 часов. При максимальной удаленности долететь на Красную планету можно будет за 6920 часов или 288 суток.

Оптимальный маршрут

Однако, в случае с полетом на пятую планету «срезать» по прямой не получится. Все из-за того, что начальная и конечная точки путешествия все время находятся в движении. Тогда стоит вопрос, каким же должен быть путь до Красной планеты, чтобы затратить минимум топлива и потратить наименьшее количество дней?

Выделяют три маршрута от Земли до четвертой планеты:

Гомановская траектория

Гомановская траектория. Из начальной точки (наша планета) космический корабль начнет движение по эллиптической траектории, пройдя ее половинный отрезок, конечной точкой которого станет марсианская орбита. При этом начальная скорость корабля должна быть 11,57 км/с (выше второй космической). Весь путь продлится  около 260 дней. Именно по такой траектории запускали большинство марсианских орбитальных спутников и марсоходов.

Параболическая траектория

Параболическая траектория. Этот путь до Марса представляет собой половинный отрезок параболы. Он самый короткий, перелет между планетами составит всего 80 суток. Но для того, чтобы отправить космический корабль по такому маршруту, его необходимо разогнать до третьей космической скорости – 16,7 км/с. Для такого маневра потребуется в 4 раза больше топлива, чем это необходимо при запуске межпланетного транспорта по Гомановской траектории. При этом сокращаются затраты на продовольствие, средства жизнеобеспечения и защиты от радиационного излучения. Также такой короткий путь менее негативно скажется на здоровье экипажа.

Гиперболическая траектория

Гиперболическая траектория. Наиболее перспективный маршрут для космических путешествий. К примеру, именно такая траектория была выбрана для запуска зонда «Новые горизонты». Он достиг марсианской орбиты всего за 78 дней. Космический корабль, двигаясь по гиперболической орбите, должен разбить скорость, превышающую 16,7 км/с. При этом он вначале будет пролетать мимо пятой планеты, но под влиянием ее гравитации изменит свое направление таким образом, что весь путь будет напоминать гиперболу. Однако химические двигатели, которыми оснащены современные ракеты, не в состоянии обеспечить такой разгон корабля. Это под силу только ионным двигателям, разработка которых сейчас активно осуществляется.

Зачем лететь на Марс

Мы уже разобрались, сколько километров лететь до Марса и как долго продлится такое путешествие. Но стоит ли оно всех затрат? Ведь для создания корабля с мощными ионными двигателями, подготовки экипажа и всех запасов топлива и продовольствия, нужно потратить просто астрономические суммы. Так зачем лететь на Марс?

Первая цель – исследования. По мнению многих исследователей, планета некогда имела атмосферу и развитую гидросферу. Также экспериментально было доказано, что в марсианском грунте способны прижиться и вырасти некоторые виды земных растений. Путешествие могло бы пролить свет на прошлое этого небесного тела. Кроме того, ученые могли бы продолжить эксперименты по заносу живых организмов на марсианскую поверхность.

Вторая цель – колонизация. Человечество уже давно ищет место для переселения, куда можно будет экстренно эвакуироваться в случае глобальной катастрофы на Земле. Условия на четвертой планете Солнечной системы, конечно, далеки от идеала. Но уже есть несколько теорий о том, как можно создать на нем искусственную атмосферу и создать человеческое поселение.

Третья цель – туризм. Пока туристические круизы к марсианским кратерам кажутся вымыслом писателей-фантастов. Но туристы уже не раз посещали международную космическую станцию. Полеты к нашему красному соседу – следующий этап этого прибыльного и перспективного направления.

Опасность марсианского путешествия

Как мы уже выяснили, полет до Марса займет не менее 80 суток. И такое долгое космическое путешествие не может не иметь последствий для экипажа корабля. Кроме того, сам полет может пойти совсем не по плану, ведь все опасности и трудности просто невозможно спрогнозировать. Чем может быть опасен полет к Марсу?

Влияние на психическое и физическое здоровье

Космическая радиация пагубно влияет на живые организмы. Астронавты будут в некоторой степени защищены от нее, находясь в переделах космического корабля.  Но исследователи подчитали, что за время полета до марсианской орбиты они получат дозу облучения, равную 1 Зв. Для сравнения, годовая доза облучения на Земле составляет 2,5 мЗв. Такое облучение может оказать крайне негативное влияние на нервную, сосудистую и пищеварительную систему путешественников. Кроме того, риск развития у них злокачественных опухолей возрастет в десятки раз. Если же корабль попадет под поток  высокоэнергетического солнечного ветра, никакая защита не защитит экипаж от смерти в результате острой лучевой болезни.

Кроме радиации, опасность для здоровья астронавтов несет длительное состояние невесомости. В отсутствие силы притяжения, опорно-двигательный аппарат и кровеносная система быстро теряют свой тонус. Реабилитация после полета займет не менее 2 лет, а последствия для здоровья могут преследовать путешественников всю оставшуюся жизнь.

Изолированное пространство, однообразное питание, переутомление и другие издержки длительного космического полета негативно скажутся на психике первых марсианских путешественников. Это может привести к конфликтам в команде и даже к реальным психическим расстройствам.

Технические трудности

Невозможно предугадать точный сценарий полета. В любой момент может наступить поломка двигателя или столкновения корабля с мелким космическим телом. Кроме того он может попасть под поток солнечного ветра или в эпицентр марсианской песчаной бури.

Чтобы отправить людей на красную планету, ученые должны оснастить корабль резервными двигателями. Кроме того защитить его жилые помещения от излучения и пыли. Это сложный и затратный процесс и здесь нет права на ошибку. Поэтому полет состоится только тогда, когда все технические системы будут доведены практически до совершенства. И даже в этом случае, риск гибели экипажа очень высок.

Когда полетим?

Мы разобрали все нюансы полета к четвертой планете Солнечной системе. Теперь осталось выяснить, когда люди полетят на Марс?

Несколько государственных и частных космических компаний заявило о планировании скорых полетов на Марс.

Американская компания Space X, занимающаяся созданием космической техники, представила проект многоразового пилотируемого космического корабля. Он необходим для доставки первых колонизаторов Марса. Корабль будет оснащен жидкостными двигателями, работающими на криогенном метановом топливе. Его можно будет использовать для двенадцати повторных полетов.

По заявлению основателя компании Илона Маска, первая доставка грузов на поверхность красной планеты состоится в 2022 году. Полет человека на Марс планируется в 2024-2025 годах.

Нидерландская  компания Mars One также заявила об отборе покорителей марсианской пустоши. По заявлениям ее основателей туда безвозвратно отправится целая команда колонистов, задачей которых будет изучить красную планету и создать там условия для жизни новых колоний. Жизнь команды предполагалось транслировать в режиме реального времени. Компания Mars One уже отобрала подходящих кандидатов и нашла спонсоров и поставщиков оборудования для миссии, однако в 2019 году внезапно была признана банкротом. Финансирование и существование проекта остается под вопросом. Если же руководству компании удастся найти новых инвесторов, полет человека на Марс состоится в 2026 году.

Источник: spaceworlds.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.