Сколько лететь до Марса: расстояние от Земли в километрах, днях, часах и сколько световых лет длится полет на ракете и самолете

Содержание
  1. Расстояние между Землей и Марсом в километрах
  2. Размер и масса
  3. Оптимальное время запуска корабля к Марсу
  4. Сколько по времени лететь на Марс человеку
  5. Интересные факты о Марсе
  6. Сложности вычислений расстояния от Земли
  7. Термины
  8. Планы российских ученых
  9. Почему именно Марс — температура, вода, атмосфера
  10. На каком расстоянии находится планета в световых годах
  11. Почему расстояние между Солнцем и Марсом не постоянно
  12. Доменико Кассини и Жан Рише
  13. Психические и физические недомогания
  14. Физические характеристики Марса
  15. Перспективные виды топлива
  16. Применение ядерных ракет
  17. Применение магнетизма
  18. Антиматерия
  19. Факты для размышлений
  20. Траектории полета
  21. Гомановская траектория
  22. Баллистический захват
  23. Параболическая траектория
  24. Технические трудности
  25. Миссия туда-обратно
  26. Краткая история покорения красной планеты
  27. Основные опасности путешествия на Марс
  28. Радиация
  29. Изоляция и заключение
  30. Расстояние от Земли
  31. Гравитационные поля
  32. Метод параллакс: измерение расстояния между планетами
  33. Оптимальный маршрут
  34. Гомановская траектория
  35. Параболическая траектория
  36. Гиперболическая траектория
  37. Марс и космический туризм
  38. Гипотетическое время полета со скоростью света спутника и ракеты
  39. Олимп и другие достопримечательности
  40. Идеи по ускорению полетов на Марс
  41. Минимальная дистанция
  42. Орбита Марса и удаленность в разных точках

Расстояние между Землей и Марсом в километрах

В ночном небе можно увидеть звезду ярко-красного цвета. Это Марс, который находится недалеко от Земли, если учесть протяженность пути к другим планетам Солнечной системы.

Кратчайшее расстояние между Марсом и Землей определяется в зависимости от положения планет на их орбитах.

Эта ситуация называется противодействием. Оппозиция происходит раз в 2 года.

011

Как определяется расстояние от Земли до Марса в километрах:

  • На момент возникновения противостояния двух планет разрыв составляет 55 млн км.
  • Самый большой пролет может составить 401 миллион километров.
  • Среднее расстояние составляет примерно 225 миллионов километров.

Космические агентства всех стран мира ведут постоянные расчеты, помогающие определить минимальное количество километров между нашим домом и «красной планетой».

Используя эти данные, вы можете запускать шаттлы и вездеходы для изучения красного соседа.

Размер и масса

Марс — маленькая планета, он почти вдвое меньше Земли, а его масса составляет всего 10,7% от массы Земли. Поверхность Марса имеет площадь 144,3 миллиона км2 и примерно равна земной поверхности, не покрытой океанами.

Сравнение размеров Земли, Марса и Луны

Сравнение размеров Земли, Марса и Луны

Оптимальное время запуска корабля к Марсу

Находясь в постоянном движении вокруг звезды, планета Земля способна проходить Марс с космической скоростью один раз в 26 месяцев. С одной стороны, казалось бы, особых расчетов строить не надо, но не все так просто. В такой ситуации, если запуск будет произведен в период наибольшего приближения планеты к Земле, ничего из этого не выйдет. Во-первых, расстояние в 55,76 миллиона км от Земли не так уж и мало, хотя и самое маленькое, и ракете приходится преодолевать межпланетный разрыв практически мгновенно. Во-вторых, космический корабль, идущий по прямому пути к Марсу, тратит на полет гораздо больше топливных ресурсов.

Если рассматривать дело с экономической точки зрения, лучше всего запускать запуск на орбиту, постепенно приближая космический корабль к планете. Гравитационное поле Солнца собирает самолет и дает импульс, необходимый для преодоления долгого пути. Этот метод, в котором используются гравитационные характеристики космических объектов, называется гравитационным маневром или, другими словами, эффектом пращи. В заранее рассчитанный момент самолет выйдет из следа гравитационного поля и легко выйдет на орбиту красной планеты.

Зная минимальное расстояние между планетами и скорость космического корабля (она равна 20 000 км / ч), можно предположить, что время в пути составит около 115 дней. Расчеты не могут быть точными, потому что планеты находятся в постоянном движении. Перед запуском корабля в космос производятся расчеты: в какое время планета окажется в нужной точке.

Общий период времени, в течение которого ракета достигнет Марса, будет составлять от 150 до 300 дней (от 5 до 10 месяцев). Эти показатели зависят от скорости запуска космического корабля, положения планет и весовой категории ракеты.

Сколько по времени лететь на Марс человеку

Если определить расстояние между планетами, можно рассчитать и время полета.

Многих интересует, почему человечество не побывало на соседней планете? Причин много, но в основном все зависит от времени полета.

022

Сколько лететь на Марс мужчине с учетом некоторых нюансов:

  • При подсчете времени ученые указывают время полета около 150-300 дней.
  • Время полета зависит от скорости движения планет по орбите.
  • Скорость движения космического корабля будет зависеть от количества и качества топлива: чем больше топлива, тем быстрее будет полет.

Научные видеоролики рассказывают все нюансы и проблемы полета человека на Марс. К сожалению, это чисто компьютерные модели и расчеты.

Внимание! Полет человека на Марс не осуществляется по разным причинам, которые связаны с несовершенными космическими кораблями, малой изученностью планеты и огромными затратами в процессе подготовки.

В ближайшее время ожидается полет человека на «красную планету», а значит, произойдут открытия, которые по исторической ценности превзойдут даже завоевания Колумба.

Интересные факты о Марсе

Объект, который на Земле весит 100 кг, на Марсе будет весить 37,8 кг.

Потухший вулкан Марса, гора Олимп, является самой высокой из известных гор на планетах Солнечной системы.

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на большей части (около 70%) поверхности Марса.

Идея о том, что Марс населен разумными существами, распространилась в конце 19 века.

Марс иногда называют «Красной планетой» из-за красноватого оттенка его поверхности, придаваемого оксидом железа.

Сложности вычислений расстояния от Земли

Вы можете ответить на вопрос о том, как далеко расстояние между Землей и Марсом, если вы приблизительно знаете, где они должны быть. Было бы намного легче ответить, где сейчас находится планета, если бы на конфигурацию ее орбиты не влияло Солнце. Но даже звезда, находящаяся в собственной системе, не вращается по кругу, а движется по эллипсу. Красная планета имеет средний эксцентриситет.

И если посмотреть на числа, полученные в расчетах, окажется, что этот счет идет в миллионы условных человеческих единиц (в космическом масштабе он невелик). Орбиты также смещены в сторону Солнца, и если учесть, что скорость Земли больше, ее величина больше, а орбита ближе к звезде и короче, становится понятно, почему Марс на год длиннее (686 , 98 дней), а максимально возможное приближение происходит редко.

Близко к солнцу
Расстояние между планетами

Расстояние в 55,75 млн км, также называемое сравнением, встречается гораздо чаще, но измеряется разными числами. Это происходит в определенное время, когда обе планеты находятся на одной линии с Солнцем, когда Земля находится в перигелии, а Марс — в афелии.

Если это произойдет наоборот, и Солнце окажется между ними, то кратчайший путь, который нужно преодолеть, составит 102,1 миллиона км. В этом случае космическому кораблю все равно придется лететь значительный промежуток времени. Когда обе планеты находятся в афелии по разные стороны от своей звезды, расстояние, согласно астрономическим наблюдениям и расчетам, составит 401,3 миллиона км.

Световой год составляет 9 460 730 472 580 800 км.

Радиосигнал на Марс и обратно приходит через 11 минут, а свет — за 3 минуты. Современный космический корабль летает в зависимости от скорости и массы разное время. Самым быстрым полетом при массе корабля 412 кг был полет Маринера-6 в прошлом веке — 131 день.

Звездное небо
В пространстве

Посмотрите видео по этой теме.

Термины

Обычно расстояние от Земли до любого космического объекта измеряется в определенных единицах:

  • астрономические единицы (а.е.);
  • световой год;
  • парсек.

Астрономическая единица: на основе этой концепции берется расстояние от нашей планеты до главной звезды. Его значение составляет 149,6 млн км. Единица Au используется для измерения расстояний между космическими объектами по всей Солнечной системе.

Световой год — это расстояние, которое свет проходит за один земной год. В километрах это очень много — 9 460 трлн.

Один парсек равен 3,26 светового года.

Однако измерение расстояния от Земли до Марса в этих единицах мало что может сказать нам, и поэтому все же оптимально использовать обычный километраж.

Планы российских ученых

Ведущий российский ученый Григорьев утверждает, что до Марса можно добраться за тридцать восемь дней. Для этого вам понадобится ионные двигатели. Однако считается, что такой проект будет стоить больших денег. Но ученый смело заявил, что эти деньги намного мизернее военного бюджета многих стран.

Почему именно Марс — температура, вода, атмосфера

Венера — самая близкая к Земле (среднее расстояние 108 млн км). Казалось бы, на ней следует ориентироваться сильнее, чем на других планетах Солнечной системы — ее легче наблюдать и быстрее летать.

Кроме того, размер Венеры мало отличается от размера Земли, а это означает, что сила тяжести почти такая же (0,9 г). Почему предпочтение отдается Марсу?

Дело в том, что интерес к небесным телам определяется, прежде всего, возможностью их колонизации.

И эта возможность характеризуется планетными параметрами, в том числе:

  1. ускорение при свободном падении (сила тяжести);
  2. атмосферный состав и атмосферное давление;
  3. диапазон температурных колебаний;
  4. наличие воды;
  5. наличие озонового слоя и магнитного поля.

Если по первому пункту с Венерой все в порядке, то остальные параметры полностью исключают возможность жизни человека на этой планете.

В частности, его атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, очень плотная, что создает огромный парниковый эффект, из-за которого поверхность нагревается до 4500 С. Понятно, что о воде и речи не может быть. Завершает картину атмосферное давление: оно в 90 раз больше земного!

Марс также мало похож на Землю: он почти вдвое меньше, марсианская гравитация составляет 1/3 земной, средняя температура поверхности составляет 215 K (-580 C), атмосферный слой очень тонкий и содержит 96% углерода диоксид.

Атмосферное давление составляет всего 1/200 от земного. Но главное, что на Марсе есть вода, даже в виде льда в полярных шапках.

Здесь есть следы извилистых долин, напоминающих русла рек, и даже гора Олимп высотой 21 км с вулканом и следами потоков лавы (признак того, что вулкан когда-то был активным). И это уже обнадеживает.

На каком расстоянии находится планета в световых годах

Чтобы определить расстояние между планетами в световых годах, стоит учесть некоторые основные понятия и характеристики.

Концепция светового года редко используется в астрономии. В 2008 году определение было частично изменено, но принцип остался прежним.

Световые годы измеряются в метрах, поэтому значение используется для определения огромных расстояний.

033

Что следует учитывать при определении расстояния в световых годах:

  1. Стоит учитывать расстояние каждой орбиты. Чаще всего берется среднее: 225 миллионов километров или 225 × 〖10 ^ 9 метров.
  2. 1 световой год примерно 9,46 × 〖10 ^ 15 метров.
  3. Выполняется математический расчет: (225 × 〖10 ^ 9) / (9,46 × 〖10 ^ 15). Получаем 23,8 × 〖10 ^ (- 6) лет.

Определение расстояния между Землей и Марсом в световых годах некорректно, чаще всего используются парсеки и их производные.

Другие единицы измерения не являются частью официальной системы измерения.

Почему расстояние между Солнцем и Марсом не постоянно

Марс, как и любая другая планета Солнечной системы, имеет эллиптическую орбиту. Эта особенность в астрономии называется эксцентриситетом. Есть много факторов, которые способствуют этому движению. Например, Луна ударяется о Землю, взаимодействуя с ней, на нашей планете происходят приливы и отливы. Другие планеты оказывают примерно такое же влияние на Марс. За весь период существования орбита красной звезды несколько раз подвергалась сжатию и расширению. Различные формы влияют на скорость движения и температуру. Например, по мере приближения к центру Солнечной системы скорость движения увеличивается и уменьшается по мере удаления планеты. Кроме того, эти факторы влияют на смену сезонов.

Доменико Кассини и Жан Рише

Измерить расстояние между планетой, населенной людьми, и красным шаром, по крайней мере теоретически, итальянский астроном не смог бы в одиночку. В этом ему помогал его коллега Жан Рише. Сам Кассини проводил наблюдения из Парижа, а Жан в то время находился во Французской Гвиане.

Расстояние между столицей Франции и Гвианой известно, поэтому можно рассчитать расстояние от одной звезды до другой, используя метод параллакса. При этом погрешность расчетов Кассини составила 7%. И это хороший результат, учитывая век, в котором производился расчет — XVII.

Психические и физические недомогания

Кожа нашего корабля защитит нас от большей части космической радиации, но не от всех. Примерно за 80 дней, по мнению ученых, мы получим дозу около 1 Зв (зиверт). В то же время на Земле мы получаем всего 2,5 мЗв (миллизиверт) в год. Воздействие, во много раз превышающее нашу обычную норму, непременно скажется на состоянии здоровья. Это может повлиять на работу многих систем нашего организма и даже увеличить риск развития злокачественных опухолей в несколько десятков раз. А если к тому же мы находимся под сильнейшим солнечным ветром, то у 100% будет острая лучевая болезнь и до Марса дойдут только холодные трупы.

Полет на Марс
Полет на Марс

При хорошей обшивке корабля и правильном построении маршрута, избегая мест с повышенным радиационным фоном, мы сможем «победить» радиацию. А как насчет невесомости? Вряд ли в ближайшее время у нас появится искусственная гравитационная среда, а без нее мы привыкнем находиться в постоянной невесомости. В этом случае мы буквально забываем, как ходить, и наша кровеносная система быстро теряет тонус. Реабилитация после этого займет не менее двух лет. А для некоторых из нас побочные эффекты могут не исчезнуть за всю жизнь.

Ну и куда без психических расстройств. Замкнутое пространство, опасное холодное пространство, те же лица, та же еда, переутомление и прочие «радости» 80-дневного перелета могут сильно повлиять на нашу психику. В таких условиях всем нам грозит тяжелая депрессия (или другие недуги) и частые конфликты между нами.

Физические характеристики Марса

Марс — седьмая по величине планета Солнечной системы.

Температура на поверхности Марса колеблется от -153 до + 35 ° C.

Радиус Марса составляет 3389 километров (53% радиуса Земли).

Поверхность Марса составляет 144,37 миллиона квадратных километров (28,3% поверхности Земли).

Средняя плотность Марса составляет 3930 килограммов на кубический метр (71,3% плотности Земли).

Ускорение свободного падения на Марсе составляет 3,711 метра в секунду в квадрате (0,378 г).

Масса Марса составляет 6,4171 x 1023 килограмма, что составляет около 10,7% массы Земли.

Перспективные виды топлива

Применение ядерных ракет

Ядерные ракеты — это, конечно, неплохая перспектива. Их работа может выполняться путем нагрева сжиженного топлива, например, водорода. После термического процесса необходимо будет на большой скорости выбросить это топливо из форсунки. И это создаст необходимую тягу. Теоретически этот вид топлива может сократить время полета до семи земных месяцев.

Применение магнетизма

Другой вариант ускорения — использовать возможности магнитно-плазменной ракеты с переменным моментом. Движение аппарата будет происходить за счет электромагнитного устройства, в котором топливо нагревается и ионизируется с помощью радиоволны. При этом создается ионизированный газ или иначе — плазма, которая впоследствии ускоряет сосуды. И работа над таким устройством уже ведется. В будущем его установят на МКС, чтобы удерживать станцию ​​на орбите. И если все пройдет успешно, тест устройства поможет сократить путь на Марс всего за пять месяцев.

Антиматерия

Применение свойств антивещества, вероятно, самая крайняя теория. Для получения антивещества необходимо использовать ускоритель частиц. Потому что, когда частицы антивещества и материи сталкиваются, происходит невообразимо сильное колоссальное выделение энергии (по Эйнштейну), скорость корабля увеличится настолько, что можно будет достичь красной планеты всего за сорок пять дней. А для этого потребуется около десяти миллиграммов антивещества. Но производство такого небольшого количества обойдется в двести пятьдесят миллионов долларов.

Сегодня ученые работают не только над этими, но и над другими очень интересными и многообещающими проектами, которые помогут восстановиться через несколько месяцев.

Факты для размышлений

Земля — ​​огромный дом для человечества, но если вы представите себе, что диаметр планеты составляет 1 метр, Луна — 30 метров, а Марс — 8 км. По сравнению с Солнцем обе планеты крошечные, красные примерно на миллиметр и синие примерно на один сантиметр, и если звезду представить в виде входной двери, то это будет замочная скважина и таблетка.

Марсианский день почти такой же, как и земной, но год в два раза длиннее. Несмотря на то, что на Марс было отправлено множество беспилотных космических аппаратов, продолжительность полета еще не может быть четко определена, поскольку это определение зависит от многих факторов.

На орбите
Расстояние от Солнца

Траектории полета

Следует понимать, что солнечная система имеет большое количество гравитационных точек, поэтому бросать предметы по прямой не представляется возможным. Необходимо максимально избегать притяжения Солнца, которое легко может привлечь любой объект, брошенный с Земли, и разрушить его. Поэтому разработаны некоторые траектории, по которым возможен полет на Красную планету. Есть несколько основных маршрутов, чтобы добраться до Марса.

Пути полета к Марсу
Пути полета к Марсу

Гомановская траектория

Этот метод заключается в бросании предмета в сторону звезды. Этот метод был разработан немецким инженером Вальтером Хоманом, который предложил направлять машины против движения планеты. Но у этой траектории есть существенный недостаток: для торможения требуется много топлива.

Баллистический захват

Баллистический захват — это второй метод, который предполагает запуск космического корабля прямо на орбиту Марса, всегда в направлении движения, и торможение будет происходить за счет атмосферы. Реализация этого метода занимает больше времени.

Атмосферное торможение
Атмосферное торможение

Параболическая траектория

Параболическая траектория — самый сложный маршрут с технической точки зрения, но на его преодоление уйдет всего 80 дней. Этот метод потребует от космического корабля разогнаться до 16,7 км / с, что равно третьей космической скорости. Такой маневр потребует в 4 раза больше топлива, чем первый способ, но за счет резкого сокращения времени в пути можно сэкономить на питании и жизнеобеспечении экипажа.

Технические трудности

Вы никогда не угадаете, какие форс-мажорные обстоятельства могут возникнуть во время полета. Можно долго готовиться к различным возможным сценариям, но все предугадать не удастся. Любая система может выйти из строя по разным причинам. Солнечный ветер сталкивается с небольшим объектом. Даже когда вы приземлитесь на Марс, вы можете попасть в самую сильную песчаную бурю.

Перед полетом нужно тщательно подготовиться. Мы не будем готовы ко всему, но большинство проблем сможем предотвратить. Наш корабль должен иметь лучшую обшивку и стандартные двигатели. Сам он должен быть создан по высшему слову техники, потому что у нас нет права на ошибку — в далеком космосе ждать помощи будет негде. Если мы сможем предсказать самые опасные аварии, мы значительно увеличим наши шансы живым прибыть на Красную планету.

Технические трудности
Технические трудности

Миссия туда-обратно

Перед организаторами первой миссии на Марс стоит очень непростая задача: не только отправить устройство куда-нибудь подальше, но и вернуть его и вернуться обратно. Чем выше скорость корабля, тем меньше требуемых затрат. Минимальной скоростью для выполнения такой операции считается отметка 18 км / с.

Пилотируемый полет на Марс
Пилотируемый полет на Марс

Для полета инженер Роберт Зубин предлагает использовать ядерные двигатели, которые потребуют от космического корабля 6 тонн водорода с Земли. А для отдачи будет использоваться углекислый газ, который на Марсе найти несложно. Воду можно разложить на кислород и водород, а последний — в метан. Все эти процессы обеспечат космонавтов топливом для обратного пути.

В этих условиях путешествие продлится около 9 месяцев, а космический корабль должен будет оставаться на орбите Красной планеты 17 месяцев, поскольку необходимо восстановить идеальное положение двух звезд. Схождение двух планет может занять до 500 дней.

Отсюда напрашивается вывод: минимальный срок путешествия составит 33 месяца. Но не забывайте, что на данном этапе развития технологий космонавты несут серьезный урон своему здоровью, находясь на МКС в течение шести месяцев. Таким образом, операция на Марсе потребует чего-то совершенно другого уровня.

Краткая история покорения красной планеты

Техническая осуществимость пилотируемого полета на Марс была изложена печально известным Вернером фон Брауном (он же штурмбаннфюрер СС, он же отец американской космической программы) еще в 1948 году в книге «Проект Марс».

С тех пор путешествие на красную планету стало почти одержимостью человечества, и с развитием научно-технического прогресса попытки покорить Марс становятся все более настойчивыми.

Мало кто знает, что в 1960 году в СССР (как расшифровывается?) К Марсу был запущен космический корабль (КА), но попытка не удалась.

В 1965 году американский космический корабль МАРИНЕР-4 приблизился к Красной планете на 10000 км и впервые передал на Землю фотографии ее поверхности, а в 1971 году спускаемый аппарат советской автоматической межпланетной станции МАРС-3 совершил первую безопасную посадку мир на этой планете.

Аппарат

В 1975 году американские космические корабли ВИКИНГ-1 и ВИКИНГ-2 взяли пробу марсианского грунта для определения признаков жизни в нем, а в 1997 году на поверхность Марса был запущен марсианский марсоход на колесах SOJOURNER, который за 83 года был запущен sol (марсианские дни) прошел почти 100 метров, передавая сигналы на Землю.

В том же году на орбиту Марса был запущен космический аппарат MARS GLOBAL SURVEYOR, который пролетел 750 миллионов км за 304 дня и нанес на карту Марс. Аппарат находится на орбите почти 10 лет, а также служит в качестве телекоммуникационного спутника. Этот проект НАСА считается одним из самых успешных.

Отдельно стоит упомянуть два легендарных марсохода; ДУХ и ВОЗМОЖНОСТЬ, которые были доставлены на противоположные стороны Марса в 2004 году. Первый путешествовал по красной планете до середины 2009 года, а второй успел проработать еще 9 лет. С их помощью были получены уникальные фотографии.

И, наконец, CURIOSITY — самый крупный и единственный действующий марсианский марсоход, предназначенный для изучения геологического строения Марса (по сути, это научная лаборатория). С момента посадки в 2014 году марсоход прошел около 20 км.

Всего на Марс было отправлено более 40 миссий, включая обычные полеты, орбитальные зонды, роботизированные станции и вездеходы. Из них только 18 считаются полностью успешными, в том числе 15 на счету в США.

Основные опасности путешествия на Марс

Космос — невероятно красивое место, но в то же время бесконечно опасно для своих исследователей. В то время как цивилизация за свою короткую историю освоения космоса научилась защищать астронавтов только в относительно коротких миссиях, таких как пребывание на Международной космической станции (МКС) или путешествие на Луну, ученым все же приходится решать более сложные и длительные миссии.

Например, во время потенциальной миссии на Марс специальная программа НАСА предсказывает пять основных опасностей для астронавтов. Эта программа изучает и разрабатывает новейшие методы защиты и оборудование, которые могут защитить будущих межпланетных путешественников.

Радиация

Практически все знают, что слишком большое количество радиации может серьезно навредить здоровью, но уровни опасной радиации, получаемой людьми на Земле, ничто по сравнению с тем, с чем столкнутся первые путешественники на Марс.

Космическое излучение - главное препятствие межпланетным полетам
Космическое излучение — главное препятствие межпланетным полетам

Космическая радиация намного опаснее радиации, испытываемой людьми на Земле. Даже находясь на МКС, человек подвергается облучению в 10 раз сильнее, чем Земля, хотя Земля, благодаря своему магнитному полю, действует как щит на пути излучения. Что будет с людьми в космосе — никто не знает.

Изоляция и заключение

Не все опасности исходят из скрытых уголков космоса. Человеческая психика — чрезвычайно хрупкий механизм. Ученым давно известно, что длительная изоляция приводит к перепадам настроения, измененному восприятию окружающей среды, межличностным проблемам и даже может быть результатом серьезных нарушений сна. По оценкам НАСА, изменение сознания людей при длительном пребывании в закрытом помещении неизбежно. Поэтому выбор для такого путешествия должен быть крайне жестким.

Расстояние от Земли

Если астронавты достигнут Красной планеты, они окажутся на самом большом расстоянии от Земли, чем кто-либо другой до них. Если Луна находится на расстоянии 380 тысяч км от своей родной планеты, то Марс находится на расстоянии 225 миллионов км. А это означает, что когда первые поселенцы ступят на пески далекого нового мира, им нужно будет быть максимально самодостаточными, потому что им не следует ожидать быстрой доставки с Земли. Любой сигнал будет длиться около 20 минут. Ученые до сих пор берутся за вопросы относительно груза, который потребуется первым людям в таком путешествии.

Будущие колонии на Марсе
Будущие колонии на Марсе

Гравитационные поля

На пути к Марсу колонизаторам придется столкнуться с тремя различными гравитационными полями: земным притяжением, почти полным отсутствием притяжения в космосе и Марсом. Ученые все еще изучают влияние этих изменений на здоровье человека.

Метод параллакс: измерение расстояния между планетами

Самым доступным расчетом длины пути между космическими телами, которым школьники пользуются также, является метод тригонометрического параллакса. Этот метод описан в программе геометрии. Итог выглядит следующим образом:

• На местности берутся две точки, между ними проводится отрезок, называемый базой.
• На небе определяется звезда, расстояние до которой необходимо знать. Она вершина воображаемого треугольника.
• Следующим шагом будет измерение углов между отрезком, нарисованным на поверхности Земли, и двумя линиями, идущими от точек к небесному телу.
• Поскольку длина отрезка и два угла треугольника известны, остальные вычисления не вызовут затруднений.

Чтобы определить углы треугольника, необходимо знать, что его значение напрямую зависит от основания. Расстояние от планеты слишком велико, и если мы возьмем относительно короткий отрезок земной поверхности, угол будет слишком мал. По этой причине берутся самые дальние точки.

Ранее в расчетах за основу брался радиус планеты Земля. Затем два астронома выступили в качестве наблюдателей, которые измерили угол между основанием и верхней точкой треугольника. Последующие измерения производились исходя из радиуса орбиты Земли (она была базовой). Эта техника позволяла измерять расстояние до удаленных объектов.

Оптимальный маршрут

Однако в случае полета к пятой планете «разрезать» по прямой не получится. Это связано с тем, что точки отправления и прибытия всегда находятся в движении. Итак, вопрос в том, каким должен быть путь к Красной планете, чтобы тратить минимум топлива и проводить как можно меньше дней?

От Земли до четвертой планеты есть три пути:

Гомановская траектория

Траектория Хомана. Из начальной точки (нашей планеты) космический аппарат начнет движение по эллиптической траектории, проходя через ее половину отрезка, конечной точкой которой будет марсианская орбита. В этом случае начальная скорость корабля должна быть 11,57 км / с (выше второй космической скорости). Весь путь займет около 260 дней. Именно по этой траектории было запущено большинство марсианских спутников и марсоходов.

Параболическая траектория

Параболическая траектория. Этот путь к Марсу — наполовину притча. Он самый короткий, перелет между планетами составит всего 80 дней. Но чтобы отправить космический корабль по такому пути, его нужно разогнать до третьей космической скорости — 16,7 км / с. Для этого маневра потребуется в 4 раза больше топлива, чем необходимо для запуска межпланетного транспорта по траектории Хомана. При этом снижаются затраты на питание, жизнеобеспечение и радиационную защиту. Также такой короткий маршрут будет иметь меньшее негативное влияние на здоровье экипажа.

Гиперболическая траектория

Гиперболическая траектория. Самый перспективный маршрут для космических путешествий. Например, это траектория, выбранная для запуска зонда New Horizons. Он достиг орбиты Марса всего за 78 дней. Космический корабль, движущийся по гиперболической орбите, должен превышать скорость 16,7 км / с. При этом сначала он пролетит мимо пятой планеты, но под действием силы тяжести изменит направление таким образом, что весь путь будет напоминать гиперболу. Однако химические двигатели, которыми оснащены современные ракеты, не способны обеспечить такой разгон корабля. Это могут сделать только ионные двигатели, которые в настоящее время находятся в стадии активной разработки.

Марс и космический туризм

Вы уже ждете своего самого потустороннего путешествия? Так что собирайте деньги и не торопитесь, чтобы зарезервировать место на космическом корабле!

Самый известный предприниматель в мире Илон Маск обещает отправить первых людей на Марс в 2024 году на разрабатываемом им космическом корабле (BFR) — буквально чертовски большой ракете, сравнимой по размеру с Сатурном V.
SpaceX Starship как художник, SpaceX
SpaceX Starship как художник, SpaceX

Помимо SpaceX, Lockheed Martin работает над пилотируемым полетом, который поставил перед собой цель создать орбитальную станцию ​​с пилотируемым базовым лагерем на Марсе к концу следующего десятилетия, и NASA, которое планирует выполнить пилотируемую миссию на низкую орбиту Красной планеты в начале 1930-х гг. Но само путешествие не обещает быть легким, так как его реализация зависит от решения некоторых инженерных задач.

Главная из них — сложность полета: Марс слишком далеко от Земли: от 55 до 400 миллионов км, что потребует значительных затрат на топливо и время.

Оптимальный вариант полета — использовать траекторию Хомана: космический аппарат запускается с Земли, когда он находится в ближайшей точке к Солнцу (так называемый перигелий), а Марс — в самой дальней точке (афелий).

«Марс — единственная планета в Солнечной системе, пригодная для межпланетной жизни» Илон Маск

После запуска космический корабль выходит на эллиптическую орбиту, а оттуда выходит на орбиту Марса, через которую проходит. Окно запуска для такого полета открывается каждые 25 месяцев, но он также требует большого количества топлива и его продолжительность составит от 120 до 260 дней.

Проект межпланетной транспортной системы SpaceX предлагает решение: заправка космического корабля жидким кислородом и метановым топливом на орбите Земли позволит сократить расходы и время в пути до 3 месяцев.

Но на этом трудности не заканчиваются. Во-первых, нужно будет пережить сам запуск, а во-вторых, не пострадать от радиации в течение всего пребывания в космическом корабле (но есть и варианты решения этой проблемы, один из них — создать защитный слой воды в космический корабль), и в-третьих, не разбиться при посадке и, наконец, не погибнуть в собственное время на Красной планете.

Из предыдущих разделов становится понятно, что без специального оборудования там работать не получится, поэтому для обеспечения комфортных условий необходимо будет предварительно загрузить планету системами жизнеобеспечения и, в идеале, терраформировать Марс.

Не забывайте о финансовой стороне проблемы. В лучшем случае билет будет стоить 200000 долларов, что хоть и намного меньше, чем 10 миллиардов долларов на человека (теперь цена учитывает уже имеющиеся технологии), но все же не бюджет. Так что лучше начните откладывать поездку прямо сейчас, чтобы увидеть марсианские пейзажи вживую с плакатов SpaceX и НАСА.
Мир снежных дюн на Марсе
Мир снежных дюн на Марсе Эта фотография была сделана весной 2017 года с орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter в северном полушарии планеты. Зимой песчаные дюны постоянно покрывают снег и лед. В отличие от Земли, этот снег и лед состоят из твердого углекислого газа, также известного как сухой лед».

Гипотетическое время полета со скоростью света спутника и ракеты

Скорость света достаточно велика, чтобы быстро преодолевать большие расстояния. Расстояние постоянно меняется и определяется время полета.

В худших условиях дорога до пункта назначения займет не более нескольких часов. Спутник будет лететь с меньшей скоростью, чем ракета. В ракете больше топлива.

Примечание! В любом случае время зависит от того, насколько далеко соседняя планета находится в данный момент. Марсоход Илона Маска летал около 9 месяцев.

Если вы отправитесь на ближайшую планету, измеряя время и расстояние в земных годах, полет продлится 5-12 месяцев.

Скорость объекта должна быть не менее 20 000 километров за 1 час. Необходимо ориентироваться на современные технологии и достижения космонавтики.

Когда аппарат будет двигаться со скоростью 299 792 км / с, можно будет быстрее достичь поверхности красной планеты.

Время полета будет .. со скоростью света:

55 миллионов километров 225 миллионов километров 401 миллион километров
Полет продлится 4 минуты. Ухудшение условий потребует времени Скорость света позволит добраться до пункта назначения за 15-18 минут При плохих погодных условиях полет составит 1/2 часа

Олимп и другие достопримечательности

На красной планете находится самая высокая в Солнечной системе гора Олимп и самая длинная долина, называемая Маринер-Вэлли. Высота Олимпа достигает 27 километров, что более чем в три раза превышает высоту Эвереста.
Валлес Маринерис - это система каньонов на Марсе.
Валлес Маринерис — это система каньонов на Марсе.

Если вы всегда мечтали увидеть Гранд-Каньон, отправляйтесь не в Аризону, а на Марс: огромная система каньонов Маринер-Вэлли покрывает пятую часть Марса и составляет 4000 км в длину. На Марсе также есть самые большие вулканы в Солнечной системе.

Идеи по ускорению полетов на Марс

Честно говоря, инженерам нужно решать не задачу ускорения, а задачу экономии топлива. Только не думайте, что мы говорим о здоровье окружающей среды. Это реальная экономия средств.

Сегодня НАСА использует метод траектории Хомана, который заключается в разработке метода, который приводит к значительной экономии топлива. Метод был разработан г-ном Хоманом в 1925 году. Он заключается в доставке кораблей не напрямую к красной планете, а на орбиту Солнца. В какой-то момент эта орбита пересечется с марсианской, поэтому корабль будет немедленно привязан.. на Марс.

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

Однако есть и другой вариант. Попробуйте метод баллистического захвата, когда космический корабль запускается по орбите Марса в сторону планеты. Красная планета, приближаясь под действием собственной силы тяжести, захватывает корабль, что приводит к значительной экономии топлива. Но не время, которое занимает гораздо больше времени, чем обычно.

Минимальная дистанция

Со средним расстоянием от нашей Земли до красной планеты все ясно, но какое минимальное значение между ними. Как известно, орбиты небесных тел эллиптические. Следовательно, в какой-то момент Марс находится в крайней близости от Солнца (перигелий), а Земля — ​​в самой дальней точке (афелии) орбиты.

Это как раз тот период, когда планеты максимально приближены друг к другу. В этом случае расстояние до Марса составляет около 50 миллионов километров. Точнее — 54,6 миллиона.

правда, речь идет о теоретических расчетах, но на самом деле такой близости не было. Как показывает история, самое близкое сближение Марса с Землей, правда, произошло в 2003 году, только на расстоянии около 56 миллионов км, не меньше.

Орбита Марса и удаленность в разных точках

Поскольку однозначно рассчитать точное расстояние между Землей и Марсом невозможно, в астрономии принято говорить о максимальных, минимальных и средних значениях.

Минимальное расстояние двух планет Солнечной системы друг от друга составляет 54,55 миллиона км. Конвергенция происходит, когда Земля находится в самой дальней точке от Солнца, а Марс — в самой близкой точке к этой звезде. Однако за последние 50 000 лет Марс приблизился (на 56 миллионов км) к Земле в 2003 году.

Среднее расстояние между двумя астрономическими объектами составляет 225 миллионов км. Это число получается путем вычисления между наибольшим и наименьшим расстояниями от Земли до Марса.

Максимальное расстояние между Землей и Марсом образуется, когда оба небесных тела находятся по разные стороны от Солнца (значение 401,3 млн км).

С Земли на Марс
Расстояние от орбиты Земли до орбиты Марса. Кредит: spacegid.com.

Источники:

  • https://LadyVapm.com/house/skolko-letet-do-marsa-rasstojanie.html
  • https://cosmos.agency/mars/
  • https://oplanetah.ru/mars/rasstoyanie-do-marsa
  • https://in-space.ru/planeta-mars/
  • https://ProNormy.ru/nauka/kosmos/rasstoyanie-ot-zemli-do-marsa
  • https://CosmosPlanet.ru/solnechnayasistema/mars/rasstoyanie-ot-zemli-do-marsa.html
  • http://mks-onlain.ru/articles/solnechnaya-sistema-articles/skolko-letet-do-marsa/
  • https://KtoNaNovenkogo.ru/voprosy-i-otvety/skolko-letet-marsa-planeta-zhizni-temperatura-rasstoyanie-zemli.html
  • https://kosmolog.ru/skolko-vremeni-letet-do-marsa-ot-zemli.html
  • https://kipmu.ru/skolko-letet-do-marsa/
  • https://spaceworlds.ru/solnechnaya-sistema/planeta-mars/skolko-letet-do-marsa.html
  • https://o-kosmose.ru/solnechnaya-sistema/rasstoyanie-ot-zemli-do-marsa
Оцените статью
Блог по стандартам и нормам