Сколько лет до марса

О том, сколько лететь до Марса от Земли, человечество задумывается уже давно. Четвертая от Солнца планета рассматривается как перспективный источник полезных ископаемых, возможная территория для поселения людей и просто отличное туристическое направление для космических путешественников. Ведь исследовав все уголки своей планеты, человек стремится воочию увидеть, что же находится далеко за ее пределами. Наш сосед по Солнечной системе представляется как наиболее дружелюбный объект для посещения.

В статье мы расскажем, сколько лететь до Красной планеты по времени и зачем людям вообще нужны такие полеты, также рассмотрим все возможные проблемы таких путешествий и способы их преодоления.

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 пятая 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 минимальном удалении двух планет друг от друга при полете по прямой полет на Марс для человека займет 941 час или почти 40 суток. 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 – 16,7км/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.

Сказать точно, сколько времени лететь до Марса от Земли, пока невозможно. Все зависит от времени вылета, от оснащения корабля, а также от его траектории, выбранной специалистами.

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.

Время полета от Земли до Марса

Космические полеты десятки и сотни лет интересуют человечество. В древности люди в простейшие телескопы изучали небо в поисках ответов о земной жизни. После исследования космическими аппаратами Луны умами человечества завладел Марс. Ведущие космические конструкторы задаются вопросами, как рассчитать оптимальную траекторию полета и сколько лететь до Марса.

Марс – планета Солнечной системы, открытая человечеством одной из первых. Credit: versiya.info.

Расстояние до Марса

Красная планета — вторая по удаленности от Земли. Расстояние между Марсом и Землей варьируется от 55 млн до 400 млн км.

Свет проходит до Марса за 3-22 световых минуты. Это зависит от положения планет на орбите. В 1964 г. США запустили корабль «Mariner-4», который достиг Марса через 228 дней. Он сделал 21 фотоснимок и отправил их на Землю. В 1969 г. «Mariner-6» долетел до Красной планеты за 155 дней. Искусственный спутник изучил состояние атмосферы, измерил температуру поверхности. В результате последующих полетов были созданы карты Марса.

«Viking-1» сел на поверхность через 304 дня после запуска. Космический аппарат под названием «Viking-2» добрался до конечного пункта через 333 дня. Было сделано более 16000 цветных фотографий. Полеты до Марса с Земли продолжаются в XXI в. Из отечественных космических аппаратов стоит назвать «Марс-1», преодолевший миллионы километров за 230 дней. Продолжительность полетов дана в один конец.

Среднее время перелета

Время в пути не зависит от технических достижений. Для его определения нужно выполнить сложные математические расчеты и анализ орбит небесных тел. Если среднее расстояние между планетами принять за 225 млн км, совершая полет со средней скоростью самолета (1000 км/ч), лететь придется 22000 дней. Это более 60 лет. Но можно задействовать самый быстрый космический аппарат, который преодолеет дистанцию за 39 дней. Его скорость достигает 58000 км/ч.

Единого маршрута и времени его преодоления нет. В течение года все планеты занимают различные места на своих орбитах, что изменяет расстояние между ними. Перелет на Марс со скоростью света (свыше 299 млн км/ч) займет от 3 до 22 минут. Однако самый скоростной корабль «Voyager-1» способен передвигаться на скорости 62140 км/ч, и к перевозке пассажиров он не приспособлен.

Полёты на Марс – это исследовательские миссии, проводимые с 60-х годов XX века без экипажа при помощи марсоходов и орбитальных станций. Credit: versiya.info.

На ракете современного уровня развивается скорость до 8350 км/ч. Такими темпами длительность полета составит 6586 часов. Это около 274 дней при минимальной удаленности Марса от Земли. При максимальном расстоянии продолжительность путешествия продлится до 5,47 лет. К этому сроку нужно прибавить время на обратную доставку космонавтов.

Способен ли долететь человек

Перед организаторами миссии стоит проблема послать корабль туда и вернуть его обратно. Чем быстрее он полетит, тем лучше. Минимальная скорость должна составлять 18000 км/ч. Если учесть период сближения планет, который длится около 500 дней, понадобится минимум 33 земных месяца на совершение путешествия на Марс. В пути космических путешественников ждут опасности:

  • радиация;
  • изоляция;
  • длина маршрута;
  • гравитационные поля;
  • ограниченное пространство и др.

Космическая радиация приносит большой вред человеческому здоровью. Никто не может предсказать результаты ее воздействия. Изоляция в течение длительного времени приводит к нарушению сна, перепадам в поведении и в отношениях между участниками космической экспедиции.

Космос — не место для проживания людей. Нужно приложить много усилий для создания комфортных условий на корабле. Половину пути аппарат будет преодолевать на максимально возможной скорости, затем начнет торможение для осуществления мягкой посадки.

Оказавшись на поверхности Красной планеты, звездолетчик не может ждать быстрой помощи с Земли. Еще не изучены последствия влияния земной, космической и инопланетной гравитации на организм.

Человек получит огромную дозу радиации еще на пути к Марсу. Credit: discover24.ru

Еще одна трудность пребывания человека на Марсе — недостаток воздуха. В атмосфере Красной планеты 96% углекислого газа, поэтому передвигаться всегда нужно с дыхательным аппаратом. Частые песчаные бури способны разрушить оборудование и жилье землян, убить самих космонавтов. Угрозу представляют различные пока неизвестные заболевания.

Расход топлива

Инженеры предлагают совершать полет на аппаратах с ядерными двигателями. Для них требуется водород в количестве 6 тонн. На обратный путь планируется применить диоксид углерода, который имеется на Красной планете. Вода расщепляется на водород и кислород, которые расходуются для дыхания и получения метана. Множество нюансов затрудняют точный расчет требуемого на путешествие запаса топлива.

Интерес представляет идея подогрева и ионизации топлива радиоволнами. Результат процесса — плазма. Она дешевле ядерного топлива.

Антиматерия — новый вид топлива для межзвездных перелетов. Скорость космического аппарата развивается почти до светового уровня, хотя подобные аппараты еще не существуют. По расчетам для путешествия на Марс нужно около 10 мг антиматерии (стоимостью свыше 240 млн долларов).

Допустимые траектории полета

В Солнечной системе много гравитационных точек, с которыми нельзя сталкиваться. Поэтому разработаны безопасные траектории полетов к Красной планете:

  • эллиптическая (гомановская);
  • параболическая;
  • гиперболическая.

Траектория полёта рассчитывается так, чтобы космический аппарат направлялся не прямо к планете, а к точке, которой она достигнет через определённый период времени. Credit: mks-onlain.ru.

Гомановская траектория разработана Вальтером Гоманом, инженером из Германии. Корабль запускается против движения Земли. Применение этого метода характеризуется расходом большого количества топлива на торможение. Баллистический захват — метод запуска космических аппаратов навстречу Марсу по его орбите. Торможение происходит за счет сопротивления атмосферы.

Параболическая траектория является сложным, но коротким маршрутом. Преодолевается он за 80 дней при движении корабля на 3-й космической скорости (16,7 км/ч). Топлива на маневр требуется больше, экономию приносит сокращенный срок полета: уменьшаются расходы на питание и на работу систем жизнеобеспечения.

Гиперболическая траектория полета — самый короткий маршрут для космической экспедиции. При таком перелете уменьшается время воздействия космической радиации на космонавтов. Пока такие путешествия невозможны, т.к. космические корабли, передвигающиеся с гиперболической скоростью, находятся в разработке.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *