Сколько времени лететь до Марса от Земли человеку теоретически

Содержание
  1. Сколько километров лететь до Марса
  2. Миссия туда-обратно
  3. Планы российских ученых
  4. Гипотетическое время полета со скоростью света спутника и ракеты
  5. Сколько лететь до Марса, используя различные технологии
  6. Ядерные ракеты
  7. Магнитоплазменные ракеты
  8. Антиматерия
  9. На каком расстоянии находится планета в световых годах
  10. Сколько по времени лететь на Марс
  11. Идеи по ускорению полетов на Марс
  12. Среднее время перелета
  13. Способен ли долететь человек
  14. Расход топлива
  15. Сколько лететь до Марса с наименьшим количеством топлива
  16. Другие идеи, чтобы уменьшить время полета до Марса
  17. Технические трудности
  18. Сколько лететь со скорость света?
  19. Сколько нужно топлива для полета на Марс?
  20. Психические и физические недомогания
  21. Как быстрее долететь до Марса (маршруты)
  22. Эллиптическая (Гомановская) траектория — добраться до Марса с наименьшим количеством топлива
  23. Параболическая траектория — быстрее, но дороже
  24. Гиперболическая траектория — оптимальная, но пока сложно реализуемая
  25. Сколько земных лет, дней, часов лететь человеку до Марса
  26. В чем сложность вычислений
  27. Прогнозы, сколько лететь по времени
  28. Оптимальный маршрут
  29. Гомановская траектория
  30. Параболическая траектория
  31. Гиперболическая траектория
  32. Марсианский дом и лаборатория на колесах
  33. Зачем лететь на Марс
  34. Почему время необходимое на полет до Марса постоянно меняется?
  35. Такой разброс связан с влиянием на время прохождения маршрута целого ряда факторов:
  36. Опасность марсианского путешествия
  37. Влияние на психическое и физическое здоровье
  38. Технические трудности

Сколько километров лететь до Марса

Марс — не ближайшая планета к Земле. По этому параметру перед ним Венера. Но его чрезвычайно высокая температура поверхности, а также атмосфера, насыщенная серной кислотой, делают его совершенно непригодным для путешествий. Марс же почти не имеет атмосферы, средняя температура на нем сопоставима с температурой арктической зимы, и только сильные песчаные бури могут представлять опасность для исследователей. Теоретически при соответствующем оборудовании человек может выжить в таких условиях.

Если люди отправятся в такое путешествие, какое расстояние им придется пройти? Сколько времени займет «путешествие» на четвертую планету?

Расстояние от Земли до Марса постоянно меняется. Это связано с тем, что каждая из планет имеет свою траекторию вокруг Солнца. Также, в отличие от орбиты нашей планеты, орбита соседа имеет более вытянутую форму. Максимальное расстояние между ними составляет 401,33 * 106 км, а минимальное — 54,56 * 106 км. Схождение планет наблюдается, когда Земля находится в точке афелия, а четвертая планета — в точке перигелия. На этот раз он будет оптимальным для планирования поездки на Красную планету.

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.

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.

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 двигаться 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

Сколько лететь до Марса, используя различные технологии

уже началась разработка технологий, которые позволят пилотируемый полет на Марс уже в 2030 году. Многие из возможностей будут продемонстрированы сначала на Луне, во время миссий Artemis. Другие системы лучше подходят для более глубокого космоса. Вот некоторые из технологий, над которыми работает НАСА, чтобы сделать научную фантастику реальностью.

Ядерные ракеты

Одна из идей — ядерные ракеты, которые нагревают рабочее тело, такое как водород, до высоких температур в ядерном реакторе, а затем взрывают его из сопла ракеты на высокой скорости для создания тяги. Поскольку ядерное топливо гораздо более энергоемкое, чем химические ракеты, более высокая тяга может быть достигнута с меньшим количеством топлива. Подсчитано, что ядерная ракета может сократить время полета к Марсу примерно на 7 месяцев.

Магнитоплазменные ракеты

Еще одно предложение — это технология под названием «Ракета с переменным удельным импульсом магнитоплазмы» (или VASIMR). Это электромагнитный двигатель, использующий радиоволны для ионизации и нагрева топлива. Это создает ионизированный газ, называемый плазмой, который может двигать заднюю часть космического корабля с высокой скоростью. Бывший астронавт Франклин Чанг-Диас возглавляет разработку этой технологии, и ожидается, что прототип будет установлен на Международной космической станции, чтобы помочь ей поддерживать высоту над Землей. В полете на Марс ракета VASIMR может сократить время полета на Марс до 5 месяцев.

Антиматерия

Возможно, одним из самых крайних предложений будет использование ракеты на антивеществе. Антивещество, созданное в ускорителях частиц, является самым плотным топливом, которое вы можете использовать. Когда атомы вещества встречаются с атомами антивещества, они превращаются в чистую энергию, как предсказывает знаменитое уравнение Альберта Эйнштейна: E = mc 2.

Итак, сколько времени нужно, чтобы долететь до Марса с использованием технологии антивещества? Чтобы запустить человеческую миссию на Марс всего за 45 дней, потребуется всего 10 миллиграммов антивещества! Но тогда производство даже такого небольшого количества антивещества обойдется примерно в 250 миллионов долларов.

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. Следует 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.

Сколько по времени лететь на Марс

Сколько времени нужно, чтобы преодолеть расстояние между Землей и Марсом? Для начала представим, что корабль, на борту которого находятся космические путешественники, развивает ту же скорость, что и более быстрый космический зонд New Horizons. Его максимальная скорость составляла 58 * 103 км / ч.

Таким образом, в идеальных условиях полета пилотируемый полет на Марс на космическом корабле типа New Horizons по кратчайшей траектории займет 39 дней или 936 часов. На максимальной дистанции долететь до Красной планеты можно будет за 6920 часов или 288 дней.

Идеи по ускорению полетов на Марс

Честно говоря, задача инженеров — не разгон, а экономия топлива. Только не думайте, что мы говорим о гигиене 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 подобными 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 при приближении собственной гравитации захватывает корабль, в результате чего значительно экономится топливо. Но не время, которое занимает гораздо больше времени, чем обычно.

Среднее время перелета

Время в пути не зависит от технического прогресса. Чтобы определить это, необходимо провести сложные математические расчеты и анализ орбит небесных тел. Если принять среднее расстояние между планетами в 225 миллионов км, то при средней скорости самолета (1000 км / ч) полет займет 22000 дней. Ему больше 60 лет. Но вы можете использовать самый быстрый космический корабль, который преодолеет расстояние за 39 дней. Его скорость достигает 58000 км / ч.

Нет единого пути и времени на его преодоление. В течение года все планеты занимают разные места на своих орбитах, что меняет расстояние между ними. Полет к Марсу со скоростью света (более 299 миллионов км / ч) займет от 3 до 22 минут. Однако самый быстрый корабль «Вояджер-1» способен двигаться со скоростью 62 140 км / ч и не подходит для перевозки пассажиров.

Полет на Марс
Полеты на Марс — это беспилотные исследовательские миссии, проводимые с 1960-х годов с использованием марсоходов и орбитальных станций.

Ракета современного уровня развивает скорость до 8350 км / ч. При таком расчете продолжительность полета составит 6586 часов. Это примерно 274 дня на минимальном удалении Марса от Земли. На максимальной дистанции продолжительность поездки составит до 5,47 лет. К этому моменту необходимо добавить время для возвращения космонавтов.

Способен ли долететь человек

Перед организаторами миссии стоит задача отправить туда корабль и вернуть его. Чем быстрее он летит, тем лучше. Минимальная скорость должна быть 18 000 км / ч. Если учесть период сближения планет, который длится около 500 дней, то путешествие к Марсу займет не менее 33 земных месяцев. На пути космических путешественников подстерегают опасности:

  • радиация;
  • изоляция;
  • длина пути;
  • гравитационные поля;
  • ограниченное пространство и т д.

Космическое излучение наносит серьезный ущерб здоровью человека. Никто не может предсказать результаты его воздействия. Длительная изоляция приводит к нарушению сна, изменениям поведения и взаимоотношениям между участниками космической экспедиции.

Космос — это не место, где люди могут жить. Для создания комфортных условий на корабле нужно приложить немало усилий. Автомобиль проедет половину пути на максимально возможной скорости, а затем начнет торможение для мягкой посадки.

Оказавшись на поверхности Красной планеты, пилот космического корабля не может дождаться быстрой помощи с Земли. Последствия влияния Земли, космоса и инопланетной гравитации на тело еще не изучены.

Астронавт на Марсе представлен художником
По пути на Марс человек получит огромную дозу радиации.

Еще одна трудность человека на Марсе — нехватка воздуха. Таким образом, в атмосфере Красной планеты, содержащей 96% углекислого газа, нужно всегда двигаться с автономным дыхательным аппаратом. Частые песчаные бури могут разрушить технику и жилище землян, убить самих космонавтов. Угрозу представляют различные пока неизвестные заболевания.

Расход топлива

Инженеры предлагают летать на космических кораблях с ядерными двигателями. Им требуется 6 тонн водорода. На обратном пути планируется использовать углекислый газ, имеющийся на Красной планете. Вода расщепляется на водород и кислород, которые используются для дыхания и производства метана. Многочисленные нюансы затрудняют точный расчет количества топлива, необходимого для поездки.

Интересна идея нагрева и ионизации топлива с помощью радиоволн. Результат процесса — плазма. Это дешевле ядерного топлива.

Антивещество — новое топливо для межзвездных путешествий. Скорость космического корабля развивается почти на уровне света, хотя таких устройств пока нет. По оценкам, для полета на Марс потребуется около 10 мг антивещества (на сумму более 240 миллионов долларов).

Сколько лететь до Марса с наименьшим количеством топлива

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

Инженеры НАСА используют двигательную технику, называемую Homan Transfer Orbit или Minimum Energy Transfer Orbit, чтобы отправить космический корабль с Земли на Марс с наименьшим количеством топлива. Методика была впервые предложена Вальтером Хоманом, опубликовавшим первое описание маневра в 1925 году.

Вместо того, чтобы направлять ракету прямо на Марс, вы поднимаете орбиту своего космического корабля так, чтобы он двигался по более широкой орбите вокруг Солнца, чем Земля. В конце концов эта орбита пересечет орбиту Марса, как и Марс.

Если вам нужно уйти с меньшим количеством топлива, вам нужно больше времени, чтобы поднять орбиту и увеличить время полета на Марс.

Другие идеи, чтобы уменьшить время полета до Марса

как долго лететь на Марс с Земли

Несмотря на то, что космическому кораблю требуется некоторое терпение, чтобы лететь в течение 250 дней, чтобы достичь Марса, нам может потребоваться совершенно другой метод движения, если мы отправим людей. Космос — враждебное место, и радиация из межпланетного пространства может представлять долгосрочную угрозу здоровью людей-космонавтов.

Вопрос, как долго лететь на Марс, важен не только технологически, но и финансово. Космическое путешествие — это не поездка на курорт, это опасное событие для здоровья человека. Чем меньше времени вы находитесь в космосе, тем лучше для вас.

Фоновые космические лучи создают устойчивый поток канцерогенного излучения, но существует больший риск массивных солнечных бурь, которые могут убить незащищенных астронавтов в течение нескольких часов. Если вы можете сократить время в пути, вы сократите время, которое астронавты получают от радиационного облучения, и сведете к минимуму количество припасов, которые им придется нести для обратного полета.

полет на Марс

Эта составная фотография была сделана из более чем 100 изображений Марса, сделанных орбитальными аппаратами «Викинг» в 1970-х годах.

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 хорошенько 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

Сколько лететь со скорость света?

Свет Марса достигает Земли в течение 3 минут, когда планеты находятся на самом близком расстоянии. Вот сколько времени потребуется человеку, чтобы добраться до этой планеты на космическом корабле, путешествующем со скоростью света.

Сколько нужно топлива для полета на Марс?

Вы должны понимать, что перед тем, как рассчитать топливо, необходимо как можно точнее проложить траекторию космического корабля. Марс постоянно движется вокруг Солнца, и инженерам необходимо рассчитать траекторию полета, место, где будет находиться планета в момент прибытия. На основании этого определяется расстояние, которое корабль и топливо пройдут.

Из-за большого количества оттенков можно приблизительно рассчитать только необходимые для двигателя запасы. Инженер Роберт Зубрин попытался просчитать несколько вариантов запуска космического корабля на ядерном реакторе. Проведя исследования, он пришел к выводу, что путешествие с Земли на Марс потребует около 6 тонн водорода.

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 курса, 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.

Как быстрее долететь до Марса (маршруты)

Пока что для межпланетных путешествий на Землю доступны только химические ракетные двигатели с очень высоким расходом топлива. Даже если вы летите на минимальной скорости со скоростью около 12 км / с (около 40 000 км / ч), вам потребуется много топлива. Кроме того, чем тяжелее космический корабль, тем больше топлива требуется, чтобы поднять его в космос и замедлиться возле Марса. Дополнительно топливо требуется для работы систем жизнеобеспечения.
Здесь соотношение простое: либо больше топлива, либо больше время полета. Траектория полета к Марсу может быть эллиптической, параболической и гиперболической. Рассмотрим характеристики каждого из этих путей.

Эллиптическая (Гомановская) траектория — добраться до Марса с наименьшим количеством топлива

Это самый простой и эффективный способ, предложенный Вальтером Хоманом. Но и самый долгий: до посадки пройдет около 260 дней. Космический корабль разгоняется до 11,59 км / с и летит по инерции по эллипсу, который касается орбит Земли и Марса, по орбите больше земной. Он пересекает орбиту Марса, когда находится в том же месте, что и корабль. Рядом с Марсом — снова ускоряемся, чтобы выйти на его орбиту. Траектория корабля — большая дуга. Это значительно увеличивает пробег поездки.
Большинство марсоходов отправляются по эллиптическому пути.
примечательно, что при увеличении скорости полета с Земли до 12 км / с время полета сократится до 150 суток за счет увеличения скорости и уменьшения длины дуги траектории. Но сложность возникает со снижением скорости.

Параболическая траектория — быстрее, но дороже

Эта траектория позволяет достичь Марса за 70-80 дней, что сэкономит расход расходных материалов, систем жизнеобеспечения, радиационной защиты и т.д. Но нужно разогнать космический корабль до третьей космической скорости — 16,7 км / с. Следовательно, и для запуска, и для торможения вам понадобится море топлива, примерно в 4 раза больше, чем при полете по траектории Хомана. Параболический полет в обе стороны продлится всего 5 месяцев.

Гиперболическая траектория — оптимальная, но пока сложно реализуемая

Этот маршрут позволяет вам совершить полет на Марс быстрее, чем эллиптический полет (менее 80 дней в одну сторону, до шести месяцев туда и обратно), но потребляет гораздо больше энергии (в 4,5 раза). В отличие от параболической траектории, движущейся по гиперболе, аппарат получит от Солнечной системы убегающую скорость, превышающую третью космическую, к тому же дальность траектории в этом случае шире, чем у параболической.
Основная проблема — сложность разгона КА до необходимой скорости (более 16,7 км / с); На это способны только ионные двигатели, которые все еще находятся в стадии разработки.
Большинство пилотируемых полетов на Марс происходит по этой траектории. Например, космический корабль «Новые горизонты» добрался до Красной планеты за 78 дней. А межзвездный объект Оумуамуа способен совершить перелет с Земли на марсианскую орбиту всего за 2 недели.

Сколько земных лет, дней, часов лететь человеку до Марса

Продолжительность полета к Марсу зависит от скорости транспортного средства, траектории, по которой он будет двигаться, положения планет, веса космического корабля и его содержимого, а также количества топлива. Теоретически, если вы принимаете во внимание только скорость и курс, вы можете приблизительно рассчитать, как долго лететь от Земли до Марса во времени:

  • Чтобы выйти на околоземную орбиту, ракета для преодоления земного притяжения должна развить скорость 7,9 км / с — 29000 км / ч.
  • Для межпланетного путешествия требуется скорость 11,2 км / с — 40 000 км в час.
  • Средняя скорость межпланетных перелетов — 20 км / с.
  • К скорости корабля на гелиоцентрической орбите добавляется скорость Земли — 30 км / с. Например, космический аппарат New Horizons запускался с Земли со скоростью 16,26 км / с, затем на гелиоцентрической орбите развивал скорость около 40 км / с (около 59000 км / ч).

Изображение космического корабля ЕКА Mars Express
Космический корабль ЕКА Mars Express

С учетом этих расчетов для теоретически возможной кратчайшей траектории время полета от Земли до Марса составит 941 час или 39 земных суток. Если путь соответствует среднему расстоянию наших планет друг от друга, человек останется в пути примерно 3879 часов или 162 дня, что уже ближе к реальности. Если Марс находится дальше всего от Земли, вам придется провести в дороге 289 дней.

Очень выгодно выходить на орбиту, медленно приближая корабль к Красной планете. Под гравитационным воздействием Солнца (эффект рогатки) корабль получает толчок для преодоления расстояния. В нужный момент корабль освобождается от гравитационного поля, попадая на орбиту Марса. В общей сложности полет в одну сторону продлится от 150 до 300 дней (5-10 месяцев).

В чем сложность вычислений

Теоретически все вышесказанное хорошо. На практике при расчетах необходимо учитывать множество нюансов:

  • эллиптическая форма обеих орбит и разница между ними;
  • разная скорость обеих планет (Марс медленнее);
  • тот факт, что Солнце не является центральной точкой орбит;
  • скорость и ее прирост, вес и другие характеристики космического корабля;
  • необходимость своевременного возвращения космонавтов на Землю;
  • оптимальная траектория для межпланетных пассажирских перевозок.

Поэтому в расчетах необходимо учитывать количество топлива и размер топливных баков, запасы продуктов питания, кислорода и многое другое.

Прогнозы, сколько лететь по времени

И хотя человек еще не ступил на Марс, на эту планету было выполнено множество миссий. Корабли вышли на поверхность за 128–335 суток (миссии Mariner-7 и Mars Polar Lander). Например, выбрав траекторию Хомана, путешествие к Марсу в одном направлении можно совершить за 6-9 месяцев (180-274 дня) в одном направлении, но радиационное воздействие на экипаж будет слишком большим. Большинство пилотируемых полетов на Марс происходит по гиперболическим траекториям, по которым можно достичь Красной планеты примерно за шесть месяцев, при этом доза радиации будет в пределах нормы, но для дальнейшего ускорения от планеты потребуется еще 4,5 топлива орбита. По расчетам ученых, участвовавших в миссии Mars One, полет продлится 210 дней или 7-8 месяцев. В будущем Илон Маск обещает сократить время в пути до 80, а затем до 30 дней.

Специалисты NASA менее оптимистичны в своих расчетах: они говорят о 6 месяцах перелета в одну сторону и 6 месяцах обратного. Кроме того, на Красной планете путешественникам придется потратить 18-20 месяцев, ожидая, когда наши планеты приблизятся друг к другу на расстояние, достаточное для возвращения.
Подводя итог: ученые предсказывают, что путешествие на Марс на пилотируемом корабле туда и обратно займет примерно 450 земных дней (10 800 часов или 1,2 года).
Это интересно: если бы можно было совершать межпланетные перелеты на самолетах со средней скоростью около 1000 км / ч, пассажиры могли бы сойти с трапа по прибытии только через 22 731 день и 16 часов (через 545 560 часов или почти 63 года). Это если бы Марс находился в оппозиции и самолет летел строго по прямой. А если вы полетите в эллипс, путешествие затянется на 560 лет.

Компьютерная визуализация планеты Марс
Модель Марса с легкими облаками.

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. Возникает вопрос, каким должен быть путь на Красную планету, чтобы тратить минимум топлива и проводить меньше всего дней?

Гомановская траектория

Траектория Хомана. Из начальной точки (нашей планеты) космический корабль начнет движение по эллиптической траектории, проходя через ее половину отрезка, конечной точкой которой будет марсианская орбита. В этом случае начальная скорость КА 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. Этот маневр потребует в 4 раза больше топлива, чем необходимо для запуска межпланетного транспорта по траектории Хомана. Это снижает стоимость продуктов питания, жизнеобеспечения и радиационной защиты. 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 более 16,7 км / с. При этом сначала он пролетит мимо пятой планеты, но под действием своей силы тяжести изменит направление таким образом, что весь путь будет напоминать гиперболу. Однако химические двигатели, которыми оснащены современные ракеты, не могут обеспечить такой разгон корабля. Это могут сделать только ионные двигатели, которые сейчас активно разрабатываются.

Марсианский дом и лаборатория на колесах

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

НАСА провело обширные испытания марсохода на Земле, чтобы объявить о разработке герметичного передвижного дома на Луне. Астронавты Artemis, живущие и работающие 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 более крупного автомобиля, который катится по пересеченной местности.

В герметичном вездеходе будет все, что нужно космонавтам для жизни и работы в течение нескольких недель. Они могут путешествовать в удобной одежде за десятки миль от космического корабля, который отправит их обратно в космос для возвращения на Землю. Когда они попадают в интересные места, они могут надеть высокотехнологичные скафандры. Так они могут выйти из марсохода, собрать образцы и провести научные эксперименты.

Зачем лететь на Марс

Мы уже выяснили, сколько километров нужно долететь до Марса и сколько времени займет такое путешествие. Но стоит ли это всех затрат? На самом деле, чтобы создать корабль с мощными ионными двигателями, обучить экипаж и все запасы топлива и еды, необходимо потратить астрономические суммы. Так зачем ехать на Марс?

Первая цель — исследование. По мнению многих исследователей, на планете когда-то была развитая атмосфера и гидросфера. Также экспериментально было показано, что некоторые виды наземных растений способны укореняться и расти в марсианской почве. Путешествие могло пролить свет на прошлое этой звезды. Кроме того, ученые могли продолжить эксперименты по внедрению живых организмов на поверхность Марса.

Вторая цель — колонизация. Человечество давно ищет место для переселения, куда можно будет срочно эвакуироваться в случае глобальной катастрофы на Земле. Условия на четвертой планете Солнечной системы, конечно, далеки от идеальных. Но уже существует несколько теорий, как создать искусственную атмосферу и создать поселение людей.

Третья цель — туризм. А туристические круизы к марсианским кратерам кажутся выдумкой писателей-фантастов. Но туристы уже не раз посещали Международную космическую станцию. Рейсы к нашему красному соседу — следующий шаг в этом прибыльном и перспективном направлении.

Почему время необходимое на полет до Марса постоянно меняется?

Первым кораблем, достигшим Марса, стал Mariner4 в 1964 году. Он сделал это за 228 дней. Впоследствии было спущено на воду гораздо больше кораблей, и каждый раз время полета отличалось друг от друга в большую или меньшую сторону. Если учесть, что скорость современного космического корабля составляет 20 000 км / ч, можно рассчитать, что полет над ним займет 115 дней. Но тогда непонятно, почему на практике все отправляемые туда корабли занимают гораздо больше времени.

Совсем недавно исследовательский зонд пролетел более 8 месяцев. С развитием современных технологий путешествие на Марс может занять от 150 до 300 дней.

Такой разброс связан с влиянием на время прохождения маршрута целого ряда факторов:

  • начальная скорость;
  • положение планет относительно друг друга;
  • установленная траектория полета;
  • количество топлива.

Все объясняет движение планет по орбите вокруг Солнца, поэтому прямой запуск ракет осуществить невозможно. Ведь пока он не достигнет Марса, он уже успеет очень далеко продвинуться по своей орбите. Поэтому, чтобы точно рассчитать, сколько лететь, необходимо заранее рассчитывать. То есть теоретически необходимо рассчитать то место, в которое Марс переместится во время полета ракеты, и именно туда он должен направляться.

Второй очень важный вопрос — это количество израсходованного топлива. Сегодня он является приоритетной задачей космических инженеров. Сегодня корабли спускаются по траектории, обеспечивающей максимальную экономию топлива.

Опасность марсианского путешествия

Как мы уже выяснили, полет на Марс продлится не менее 80 дней. И такое долгое космическое путешествие может иметь последствия только для экипажа корабля. К тому же сам полет может пройти совсем не по плану, ведь все опасности и трудности предугадать просто невозможно. Насколько опасным может быть полет на Марс?

Влияние на психическое и физическое здоровье

Космическое излучение губительно действует на живые организмы. В какой-то степени космонавты будут защищены, находясь при передислокации космического корабля. Но исследователи подсчитали, что во время полета на марсианскую орбиту они получат дозу облучения 1 Зв. Для сравнения: годовая доза радиации на Земле составляет 2,5 мЗв. Такое излучение может крайне негативно повлиять на нервную, сосудистую и пищеварительную системы путешественников. Кроме того, в десять раз увеличится риск развития у них злокачественных опухолей. Если корабль захватит мощный солнечный ветер, никакая защита не защитит экипаж от смерти от острой лучевой болезни.

Помимо радиации, длительное состояние невесомости представляет опасность для здоровья космонавтов. При отсутствии силы тяжести опорно-двигательный аппарат и система кровообращения быстро теряют тонус. Реабилитация после перелета займет не менее 2 лет, и последствия для здоровья могут преследовать путешественников всю оставшуюся жизнь.

Изолированное пространство, однообразная еда, переутомление и прочие затраты длительного космического полета негативно скажутся на психике первых марсианских путешественников. Это может привести к командным конфликтам и даже к откровенным психическим расстройствам.

Технические трудности

Точный сценарий полета предсказать невозможно. В любой момент может произойти отказ двигателя или столкновение космического корабля с малым 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 запасными двигателями. Также защитите его покои от радиации и пыли. Это сложный и дорогостоящий процесс, в котором нет права на ошибку. Следовательно, полет состоится только тогда, когда все технические системы будут доведены до совершенства. И даже в этом случае очень высок риск гибели экипажа.

Оцените статью
Блог о планете Марс