Ця стаття спочатку з’явилася в Universe Today у липні 2012 року, але вона була оновлена пов’язаним відео.
Планета Марс - один з найяскравіших об'єктів на нічному небі, легко помітний неозброєним оком у вигляді яскраво-червоної зірки. Приблизно кожні два роки Марс і Земля досягають своєї найближчої точки, яка називається «опозиція», коли Марс може бути на відстані 55 000 000 км від Землі. І кожні два роки космічні агентства використовують цю орбітальну орбіту, щоб відправити космічний корабель до Червоної планети. Скільки часу потрібно, щоб дістатися до Марса?
Загальний час подорожі від Землі до Марса займає від 150 до 300 днів залежно від швидкості запуску, вирівнювання Землі та Марса та довжини подорожі космічного корабля, щоб досягти мети. Це насправді залежить від того, скільки палива ви готові спалити, щоб туди потрапити. Більше палива, менший час у дорозі.
Історія подорожі на Марс:
Першим космічним кораблем, який здійснив подорож від Землі до Марса, був NASA Mariner 4, який був запущений 28 листопада 1964 року і прибув на Марс 14 липня 1965 року, успішно зробивши серію з 21 фотографії. Загальний час польоту Mariner 4 склав 228 днів.
Наступною успішною місією до Марса був «Марінер-6», який стартував 25 лютого 1969 року і досяг планети 31 липня 1969 року; час польоту всього 156 днів. Успішному Mariner 7 знадобився лише 131 день, щоб здійснити подорож.
Команда NASA додала всі можливі дані, щоб змоделювати висадку на Марс Curiosity. Авторство: NASA
Mariner 9, перший космічний корабель, який успішно вийшов на орбіту навколо Марса, був запущений 30 травня 1971 року і прибув 13 листопада 1971 року на 167 днів. Це та сама закономірність, яка зберігалася протягом майже 50 років дослідження Марса: приблизно 150-300 днів.
Ось ще кілька прикладів:
- Вікінг 1 (1976) – 335 днів
- Вікінг 2 (1976) – 360 днів
- Mars Reconnaissance Orbiter (2006) – 210 днів
- Phoenix Lander (2008) – 295 днів
- Curiosity Lander (2012) – 253 дні
Чому це займає так довго?:
Зображення зверху вниз орбіт Землі та Марса. Авторство: NASA
Якщо врахувати той факт, що до Марса всього 55 мільйонів км, а космічний корабель рухається зі швидкістю понад 20 000 км/год, можна очікувати, що космічний корабель здійснить подорож приблизно за 115 днів, але це займе набагато більше часу. Це тому, що і Земля, і Марс обертаються навколо Сонця. Ви не можете вказувати прямо на Марс і починати стріляти своїми ракетами, тому що на той момент, коли ви туди потрапите, Марс вже рухався. Натомість космічний корабель, запущений із Землі, потрібно вказати кудиМарс буде.
Іншим обмеженням є паливо. Знову ж таки, якби у вас була необмежена кількість палива, ви б направили свій космічний корабель на Марс, запустили ракети до середини подорожі, а потім розвернулися та сповільнили б протягом останньої половини подорожі. Ви можете скоротити час у дорозі до частки поточної ставки, але вам знадобиться неможлива кількість палива.
Як дістатися до Марса з найменшою кількістю палива:
Основна проблема інженерів — як доставити космічний корабель на Марс з найменшою кількістю палива. Роботи не дуже піклуються про вороже середовище космосу, тому має сенс максимально зменшити витрати на запуск ракети.
Інженери NASA використовують метод пересування під назвою Hohmann Transfer Orbit – або мінімальна орбіта передачі енергії – щоб відправити космічний корабель із Землі на Марс із найменшою можливою кількістю палива. Техніка була вперше запропонований Вальтером Гоманом який опублікував перший опис маневру в 1925 році.
Замість того, щоб спрямовувати свою ракету прямо на Марс, ви прискорюєте орбіту свого космічного корабля, щоб він рухався навколо Сонця по більшій орбіті, ніж Земля. Зрештою, ця орбіта перетне орбіту Марса –в той момент, коли Марс також там.
Якщо вам потрібно запустити з меншою кількістю палива, вам просто потрібно більше часу, щоб підняти орбіту і збільшити шлях до Марса.
Інші ідеї для скорочення часу подорожі до Марса:
Хоча для того, щоб дочекатися 250 днів космічного корабля, щоб досягти Марса, потрібно трохи терпіння, якщо ми відправляємо людей, нам може знадобитися зовсім інший метод руху. Космос є ворожим місцем, і випромінювання міжпланетного простору може становити довготривалий ризик для здоров’я людей-космонавтів. Фонові космічні промені викликають постійний шквал радіації, що викликає рак, але існує більший ризик масивних сонячних бур, які можуть вбити незахищених астронавтів за кілька годин. Якщо ви можете скоротити час у дорозі, ви зменшите кількість часу, протягом якого астронавти потрапляють під радіацію, і мінімізуєте кількість припасів, які їм потрібні для зворотної подорожі.
Go Nuclear:
Одна ідеяядерні ракети, які нагрівають робочу рідину – як водень – до інтенсивних температур в ядерному реакторі, а потім викидають її ракетним соплом на високих швидкостях, щоб створити тягу. Оскільки ядерне паливо має набагато більшу енергетичну щільність, ніж хімічні ракети, ви можете отримати вищу швидкість тяги з меншою кількістю палива. Передбачається, що ядерна ракета може скоротити час подорожі приблизно до 7 місяців
Go Magnetic:
Іншою пропозицією є технологія під назвоюМагнітоплазмова ракета зі змінним питомим імпульсом(або ВАСИМР). Це електромагнітне двигун, який використовує радіохвилі для іонізації та нагрівання палива. Це створює іонізований газ, який називається плазмою, який можна магнітно виштовхувати з задньої частини космічного корабля на високих швидкостях. Колишній астронавт Франклін Чанг-Діаз є піонером у розробці цієї технології, і очікується, що прототип буде встановлений на Міжнародній космічній станції, щоб допомогти їй підтримувати висоту над Землею. Під час місії на Марс ракета VASIMR може скоротити час подорожі до 5 місяців.
Перейти до антиматерії:
Можливо, однією з найбільш екстремальних пропозицій було б використання anракета з антиречовиною. Створене в прискорювачах частинок, антиречовина є найбільш щільним паливом, яке ви можете використовувати. Коли атоми матерії зустрічаються з атомами антиматерії, вони перетворюються в чисту енергію, як передбачено відомим рівнянням Альберта Ейнштейна: E = mc2. Всього 10 міліграмів антиречовини знадобиться, щоб здійснити місію людини на Марс лише за 45 днів. Але тоді виробництво навіть такої мінімальної кількості антиматерії обійдеться приблизно в 250 мільйонів доларів.
Концепція художнього двигуна «Антиматерія». Авторство: NASA/MFSC
Майбутні місії на Марс:
Незважаючи на те, що для скорочення часу подорожі до Марса було запропоновано кілька неймовірних технологій, інженери будуть використовувати випробувані і вірні методи відстеження мінімальних орбіт передачі енергії за допомогою хімічних ракет. Місія NASA MAVEN буде запущена в 2013 році з використанням цієї техніки, а також місії ESA ExoMars. Може пройти кілька десятиліть, перш ніж інші методи стануть звичайними.
Досліджуйте далі:
Інформація про міжпланетні орбіти – NASA
7 хвилин терору – виклик приземлення на Марс
Пропозиція NASA щодо ядерного ракетного двигуна
Трансферні орбіти Хомана – Університет штату Айова
Мінімальні передачі та міжпланетні орбіти
Новий і вдосконалений космічний корабель з антиматерією для місій на Марс – NASA
Астрономічний актор Епізод 84: Об'їзд Сонячної системи
Пов'язані історії з Всесвіту сьогодні:
Подорожуйте на Марс всього за 39 днів
Місія на Марс в одну сторону
Чи можна фінансувати місію людини на Марс з комерційних цілей?
Як MSL здійснить навігацію на Марс? Дуже обережно
Дешеве рішення потрапити на Марс?
Чому так багато місій на Марс провалилися?
Ця стаття спочатку з’явилася в Universe Today у липні 2012 року, але вона була оновлена пов’язаним відео.
Подкаст (аудіо): Завантажити (Тривалість: 3:17 — 3,0 МБ)
Підписатися: Apple Podcasts | RSS
Подкаст (відео): Завантажити (75,6 МБ)
Підписатися: Apple Podcasts | RSS