Расстояние до марса в космическом пространстве

В чем измеряют расстояние до звезд и что такое световой год

Единицы расстояний в космосе особые, выведенные из международной системы измерения в отдельную графу.
А.е. – это мера расстояния в астрономии, показывающая дальность среднего расположения третьей планеты – Земли – от Солнца.

Также можно назвать эту единицу радиусом орбиты нашей планеты.

АЕ — это расстояние между центрами, Земли и ее орбиты

В астрономических единицах можно измерять дистанции между объектами внутри одной звёздной системы, подобной Солнечной. Для масштабов Вселенной а.е. – очень малая единица. Поэтому между звёздами и галактиками расстояние выражается в световых годах.

В физике свет долгое время был эталоном самого быстрого явления в мире, но в космических, не объемлемых масштабах даже свет не перемещается мгновенно. По пути из одного уголка Вселенной к другому свет замедляется, рассеивается, меняет свой спектр, встречает материальные препятствия.

Дистанция одного светового года равняется произведению скорости света на один земной год. Юлианский год нужно перед умножением перевести в секунды, так как скорость света тоже выражается в секундах.

Опираясь на астрономические единицы можно выполнят более сложные расчеты.

Световая скорость

То, что подразумевается под лучами видимого света, представляет собой поток не атомных частиц фотонов, название которых происходит от греческого термина «фотос» – «свет».
Для землянина один световой год – непреодолимо большое расстояние. Среднестатистический человек своими силами в условиях гравитации Земли может развивать скорость порядка 20 км/ч. Фотоны перемещаются в 60 миллионов раз быстрее и пролетают 300 тысяч километров каждую секунду. Это максимальная скорость, достигаемая видимым светом в вакууме.

В сопротивлении воздушной или водной среды, например, в атмосфере или океанах Земли соответственно, свет теряет в скорости не более 25% и преодолевает 225 тыс. км в секунду.
Из этих данных следуют и все прочие расчёты, позволяющие оценить возможность перелётов по Солнечной системе и между звёздами. За одну минуту свет преодолевает 18 миллионов километров космического пространства.
Чем больше человек приблизится к техническому прогрессу, достигающему световую скорость, тем меньшее время нужно будет затрачивать на космические путешествия.

Что значит «перемещение со скоростью света»

Перемещение со скоростью света означает, что тело движется с колоссальной для человеческого понимания быстротой. Его скорость составляет 299 792 458 м/с или 1 079 252 848,8 км/ч. Скорость света является фундаментальной физической постоянной. Выражаясь простым языком, она означает то расстояние, которое проходит свет за определённый промежуток времени. В астрономии расстояния измеряются в световых годах. Световой год составляет 9 460 528 177 426,82 км (почти 9,5 триллиона километров). На сегодняшний день достигнуть скорости света или даже близкой к ней не удалось ни одному творению рук человека. Предполагается, что рано или поздно технический прогресс позволить достигнуть этой своеобразной скоростной черты и даже преодолеть этот барьер, как это когда-то произошло со скоростью звука. Но даже достижение скорости света не позволит человечеству посетить ближайшую из галактик — галактику Андромеды (NGC 224), только до окраины которой 2 млн 537 тыс. световых лет.

Время – понятие относительное

Задача определения того, сколько необходимо времени для полета на Марс, как известно из курса физики за 9-й класс, не может быть полностью и корректно решена без учета относительности времени.

Как следует из этой теории — время и пространство во Вселенной не линейны, т.е — чем дальше мы будем находиться от Земли, тем более искривленным будет и время, и пространство, и они будут иметь формы и значения далеко отличные, от привычных нам земных.

Если подойти с чисто математической точкой (линейной геометрии или планиметрии), то можно решить задачу определения времени полета на Марс по классической формуле — время в пути есть частное от деления расстояния на скорость – как мы это обычно применяем в земных условиях. Однако тут надо понимать, что скорость полета на всем пути не будет постоянной (с некоторым ускорением), так же как и то, что планеты будут находиться в движении. Т.е уже тут могут быть значительные отклонения при определении времени полета на Марс.

Но не это оказывается самое главное – в принципе рассчитать баллистическую траекторию полета с приемлемой для навигации погрешностью во времени полета, даже в несколько суток, не столь сложная задача. Дело совсем в другом.

Марсианские сутки, как известно, на 40 минут длятся дольше, чем земные, что связано с тем, что Марсу необходимо больше времени обойти вокруг Солнца по своей орбите. Если же брать марсианский год, то тут разница еще больше — он составляет 687 земных суток. Т.е человек, живущий или находящийся на Марсе, фактически живет в два раза дольше, чем его собрат по разуму на Земле.

Т.е такая дифракция или искажение времени может наложить существенный отпечаток на то, что будут представлять собой экспедиции на Марс и на то, сколько реальных земных суток будет необходимо для человека, чтобы долететь до него.

Если представить, что полет к Марсу с учетом последних технических достижений в ракетной технике позволит выводить корабли на орбиты, близкие параболическим (т.е время полета составит не более 100 суток), то можно сказать, что каждый день полета корабля (по бортовому времени) будет равен почти 2 земным суткам. Например, чтобы экспедиция долетела на Марс и вернулась с него, потребуется примерно 100 суток в одну сторону. 100 суток на дорогу обратно и 100 суток на Марсе. Итого 300 суток (почти год). Но в данном случае это будет неземной год, а марсианский. Таким образом, вся экспедиция протяженностью 300 марсианских суток (или бортового времени корабля) на Земле займет 2 года.

А если представить что экспедиция на Марс или создание там колонии займет несколько лет? То, например, марсианские колонисты, проведя там 10 лет по марсианскому времени, когда вернутся на Землю, то есть вероятность, что те, кто их отправлял в полет, будут уже на пенсии. Т.е отвечая на вопрос — за сколько времени можно долететь до Марса, следует сразу уточнить в каких сутках, по какой временной шкале следует это отсчитывать.

И естественно, что при более дальних полетах на другие планеты или за пределы солнечной системы, именно фактор относительности времени будет стоять на первом месте, так как улетевшие молодыми папы могут вернуться к своим детям, когда они будут старше своих родителей на десятки лет.

Магнитные поля Земли и Марса

Земное динамо обеспечивается вращением ядра, что вырабатывает токи и магнитное поле. Этот процесс крайне важен, ведь защищает земную жизнь. Полюбуйтесь на магнитные поля Марса и Земли на схеме НАСА.

Магнитное поле Земли защищает нас от воздействия солнечного ветра. Марс лишен такой возможности

Земная магнитосфера функционирует в качестве щита, который не позволяет пробиваться к поверхности опасным комическим лучам. Но у Марса она слабая и лишена целостности. Полагают, что это лишь остатки от изначальной магнитосферы, которая сейчас рассредоточена на различных территориях планеты. Наибольшая напряженность ближе к южной стороне.

Возможно, магнитосфера пропала из-за интенсивной метеоритной атаки. Или же все дело в процессе остывания, что привело к остановке динамо 4.2 млрд. лет назад. Дальше за дело принялся солнечный ветер, который снес остатки вместе с атмосферой и водой.

Сколько километров лететь до Марса с Земли

Прежде чем покупать билет на Марс, помните: несмотря на то, что это соседняя от Земли, 4-я от Солнца планета, лететь до нее десятки или сотни миллионов км, смотря на какой сезон запланировано ваше космическое путешествие, сколько лет вы готовы подождать и по какой траектории собираетесь лететь. А теперь обсудим вопрос подробнее и серьезнее.

Орбита Марса и удаленность в разных точках

Говоря о том, сколько времени теоретически лететь на Марс на ракете, важно учитывать его орбиту. Она, как и у Земли, эллиптическая и находится примерно в той же плоскости, но есть и отличия.Расстояние до Марса от Земли не постоянно — мы то приближаемся, то удаляемся

Ближе всего Красная планета к нашей оказывается дважды в год — в удалении на 55,76 млн км. Это называется «оппозицией» или «противостоянием», когда Земля оказывается точно между Солнцем и Марсом.Также раз в 15-17 лет и раз в несколько сотен лет случаются великие противостояния, когда Марс приближается к нам сильнее, но не намного. Например, в 2003 году планета приблизилась к нашей на 55,758 млн км (0,37282 а.е.). Подобное повторится только в 2287 году или еще позже. Эти «скачки расстояния» связаны с тем, что у Марса больший эксцентриситет (орбита более вытянута), чем у нашей планеты.Какое расстояние между Землей и Марсом максимальное: 402 млн км; если интересно, сколько километров между нашими планетами в среднем — 225 миллионов. До максимума дистанция между нами и Марсом вырастает, когда на прямой линии между планетами находится Солнце.Это первая причина, по которой нет однозначного ответа на вопрос, сколько времени и километров займет перелет до Марса — это зависит от расположения планет относительно Солнца и траектории космического корабля.Интересно: в теории, Земля и Марс максимально сблизятся, когда наша планета будет в афелии (максимально удаленной точке орбиты от Солнца), а Марс — в перигелии (максимально приближенной к Солнцу точке орбиты). В таком положении расстояние до Марса от Земли теоретически составит 54,6 млн км. Но в реальности такого не случалось. Как же идет время на Марсе и сколько длятся сутки на Марсе? Относительно звезд период вращения планеты составляет 24 часа 37 минут — солы (марсианские сутки) всего на 2,7% больше, чем на Земле. Сколько длится год на Марсе? Вокруг Солнца Красная планета делает полный круг за 668,59 сола или за 686,98 наших суток. То есть марсианский год равен 1,8 нашего года.

Где должен быть Марс во время запуска корабля

Возможно, вы удивитесь, но лучшее время для запуска корабля и пилотируемых полетов к Марсу — не когда расстояние между планетами минимально. По прямой от Земли до Марса долететь невозможно из-за гравитации Земли и Солнца, плюс слишком энергозатратно, ведь и он, и мы движемся. И, и если бы мы просто сели и полетели, нам бы пришлось преследовать планету. Такими технологиями человечество пока не владеет.Поэтому полеты на Марс планируются всегда в так называемое стартовое окно (оптимальный период запуска) — чтобы к моменту появления аппарата на орбите Марса эта планета оказалась в этой же точке своей орбиты. Второй вариант — корабль должен появиться в этой точке раньше планеты и позволить ей себя «догнать». Оптимальное расположение Земли и Марса для такого путешествия наступает каждые 2 года и 2 месяца, когда наша планета обгоняет Марс по космической скорости.

Орбитальная механика, или сколько километров нужно преодолеть

Расстояние между Марсом и Землей постоянно меняется из-за эллиптичности орбит, различной удаленности планет от Солнца и разной скорости. Даже в периоде «оппозиции» дистанция варьируется в диапазоне от 55,76 до 101,39 млн км, в зависимости от года. Точно определить, сколько километров лететь человеку от Земли до Марса, сложно. Всему виной орбитальная механика. Длина пути до Красной планеты намного больше минимального расстояния до нее от Земли. Корабль большую часть пути преодолевает по инерции под действием гравитации небесных тел, по сути это половина гелиоцентрической орбиты между Марсом и Землей вокруг Солнца.

Половина орбиты Земли равна 3.14 а.е, у Марса — 4.77 а.е. Орбита корабля будет средней между планетами, половина ее длины составит 3.94 а.е. Одна астрономическая единица (а.е.) равна 149 597 868 км. Если округлить, 3.94 а.е. равны примерно 600 млн км — вот сколько в километрах лететь до Марса от Земли на самом деле. Но эти подсчеты условны, в реальности используются намного более сложные алгоритмы.

Общие сведения о Марсе

Четвертая планета имеет следующие характеристики:

  • экваториальный радиус — 3,396 тыс. км;
  • полярный аналогичный параметр — 3,376 тыс. км;
  • масса — 642 квинтлн. т (квинтиллион — число с 18 нулями);
  • площадь поверхности — 144 млн кв. км;
  • средняя плотность марсианской тверди — 3,93 г/см³;
  • приблизительный возраст — 4,5 млрд лет (как и у других планет нашей системы).

Сравнительные размеры Марса и Земли

По диаметру Марс примерно в 2 раза меньше нашей планеты, но его масса равна всего около 15% от аналогичного земного параметра.

Орбита и вращение

По наклону оси (25,19°) Марс напоминает Землю, для него тоже характерна смена сезонов года. Полный оборот вокруг оси планета совершает чуть более, чем за земные 24 часа 37 минут. Этот временной период называется солом.

Вид с орбиты планеты Марс.Credit: NASA Solar System Exploration.

Строение и геологические данные

Из-за присутствия в марсианских породах оксида железа планетарная поверхность имеет характерный красный цвет. Некоторые его участки — другого оттенка (коричневого, зеленоватого, золотого). Их тон зависит от химического состава местных почв.

Марс — планета земного типа, в его тверди имеется большое количество минералов, содержащих кремний, атомарный кислород и некоторые металлы. Грунты преимущественно слабощелочные, в них много магния, натрия, калия, хлора.

Внутреннее строение Красной планеты напоминает земное:

  • плотное металлическое (железо-никелевое) ядро диаметром 1700-1800 км;
  • внешняя кора, простирающаяся на глубину от 50 до 125 км;
  • силикатная мантия между ними, представленная сульфидом железа и некоторыми другими веществами.


Орбита Марса. Credit: Engadget RSS Feed.

Исследования и разведка Марса

Красная планета видна с Земли невооруженным глазом и потому с древних времен является объектом изучения. Первые записи о Марсе были сделаны еще древними египтянами за 1,5 тысячелетия до н. э. Они уже тогда знали о ретроградном эффекте этого небесного тела, но считали его звездой.

Первые наблюдения за планетой с помощью телескопа начались в XVII в. В 1672 г. первые измерения основных параметров Марса выполнил Дж. Кассини, его изучали Т. Браге, И. Кеплер, Х. Гюйгенс. Последний составил подробную карту марсианской поверхности, детализирована она была уже в XIX в. астрономом Дж. Скиапарелли.

Успешные миссии по изучению планеты

С полетами космических аппаратов к соседним небесным телам началось активное изучение Красной планеты, но не все миссии закончились успехом. Например, провальными оказались запуски всех 9 советских исследовательских зондов, как и американского корабля «Маринер-3». Но уже «Маринер-4», стартовавший в 1964 г., долетел до Марса. Аппарат выполнил первую масштабную фотосъемку космического тела, измерил атмосферное давление, параметры магнитного поля (которое оказалось отсутствующим) и радиационный фон.

В 1969 г. исследования продолжили станции «Маринер-6» и «Маринер-7». В 1970-х гг. в направлении Марса отправились советские аппараты «Космос-419», «Марс-2», «Марс-3». Долететь до цели и мягко приземлиться удалось только последнему, но он проработал на планете всего 14 секунд. Годом позже к планете приблизилась американская станция «Маринер-9», а еще через год — советский зонд «Марс-5». В 1975 г. стартовала миссия NASA «Викинг». Целью ее было изучение метеорологических, сейсмических, магнитных особенностей планеты.

После этого на планете и около нее побывали:

  • в 2001 г. — зонд «Марс Одиссей», нашедший большие запасы водорода;
  • в 2003 г. — аппарат «Марс-Экспресс», подтвердивший наличие около южного полюса планеты залежей углекислого и водного льда;
  • в том же 2003 г. — марсоходы Opportunity и Spirit, изучавшие грунт и горные породы, искавшие воду и лед, определявшие минералогический состав поверхности;
  • в 2012 г. марсоход Curiosity, до сих пор работающий на планете, собравший килограммы проб минералов и выполнивший большое число других исследований.

В 2014 г. местную атмосферу изучала станция MAVEN, после к ней присоединился индийский зонд «Мангальян».

Исследования Марса. Credit: NASA Solar System Exploration.

Неудачные миссии на Марс за последние 25 лет

Неудачи преследовали исследователей Красной планеты не только в 1960-х гг.:

  • в 1993 г. за несколько дней до выхода на орбиту Марса ученые потеряли связь со станцией НАСА Mars Observer;
  • в 1996 г. завершился неудачей старт российского корабля «Марс-8» (его второе название «Марс-96»);
  • 1999 г. стал провальным для американского исследовательского зонда Climate Orbiter;
  • в 2003 г. не смог закрепиться на орбите японский межпланетный аппарат Nozomi;
  • в том же году попал в аварию зонд Beagle 2, работавший в рамках европейской миссии Mars Express;
  • в 2011 г. на старте погибла российская межпланетная станция «Фобос-Грунт»;
  • в 2016 г. Европейское космическое агентство сообщило о гибели модуля Schiaparelli, действовавшего в рамках совместной российско-европейской программы «ЭкзоМарс-2016».

Планируемые миссии на Красную планету

И официальные космические агентства, и частные компании всерьез рассматривают идею пилотируемого полета на Марс. Возможно, это случится уже в 2030-х гг.

Расстояние от нас до Красной планеты постоянно меняется, поэтому старт межпланетного корабля нужно планировать в тот момент, когда расположение планет наиболее близкое. Полет в этом случае будет продолжаться всего 160 дней. Зато с радиосвязью особых проблем не будет — в среднем всего 13,5 минут идет сигнал до Марса.

Атмосфера, природные условия и температура Марса:

Атмосфера Марса разреженная, состоит в основном из углекислого газа (95,32 %). Также в ней содержится 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,145 % кислорода и прочих газов (водяной пар, угарный газ, оксид азота, неон, криптон, ксенон) в малых количествах.

Давление у поверхности планеты меньше земного в 160 раз и составляет 0,61 кПа на среднем уровне поверхности. Наблюдается большой перепад высот и, как следствие, давления. Давление также меняется в зависимости от сезона от 0,4 до 0,87 кПа.

Примерная толщина атмосферы — 110 км.

Разреженность атмосферы и отсутствие магнитосферы приводят к повышенному уровню ионизирующей радиации (он значительно выше, чем на поверхности Земли). Средняя мощность эквивалентной дозы – 0,7 мЗв/сутки. За один-два дня, проведённых на поверхности Марса, человек получит такую же дозу облучения, как на Земле за два дня.

Температура на Марсе колеблется в широком диапазоне и сильно зависит от положения. Так, на полюсах зимой температура опускается до −153 °C, на экваторе поднимается летом до 20 °C. В средних широтах температура зимней ночью опускается до −50 °C, летним днём поднимается до 0 °C. Средняя температура на планете – около 210 К (−63 °C).

Климат на Марсе носит сезонный характер. На северном и южном полушариях он отличается. Так, на северном полушарии мягкая зима и прохладное лето, на южном – зима более холодная, а лето жарче. В холодное время года возможно образование светлого инея.

Главная особенность общей циркуляции марсианской атмосферы – фазовые переходы углекислого газа (из твердого состояния в газ и наоборот) в полярных шапках, которые приводят к значительным меридиональным потокам. Из-за весеннего таяния полярных шапок давление атмосферы резко повышается, большие массы газа начинают перемещаться в противоположное полушарие. Скорость ветра при этом может достигать 100 м/с. Он поднимает много пыли, возникают пылевые бури, которые буквально скрывают поверхность Марса. Они же влияют и на распределение атмосферной температуры планеты.

На Марсе происходят пыльные вихри – газовые завихрения, которые возникают у поверхности планеты и поднимают вверх много пыли и песка. Марсианские вихри по сравнению с земными способны достигать гораздо больших размеров: в 50 раз шире и в 10 раз выше земных.

С какими проблемами могут еще столкнуться люди?

Science Photo Library

Прежде всего, ученых беспокоит состояние здоровья астронавтов, которые отправятся на Марс.

Одной из причин этого является продолжительность полета. Так как астронавты будут отсутствовать несколько лет, любые проблемы со здоровьем, которые могут возникнуть во время путешествия, придется решать за пределами нашей планеты.

Кроме того, они столкнутся с крайне неблагоприятной космической средой.

Как только люди доберутся до Марса, они должны будут находиться в космическом скафандре из-за экстремальной температуры на планете, которая может меняться на 170 градусов в течение дня.

Нужно учитывать и тот факт, что атмосфера на планете состоит в основном из углекислого газа.

Специалисты должны учесть психологическое воздействие полета, когда астронавтам придется находиться в небольшом пространстве в течение продолжительного времени.

Оптимальный маршрут

Время мы, конечно узнали, но оно для нас ничего не значит, так как оно подразумевает движение от точки А к точке Б по прямой. Несмотря на то, что в космосе отсутствуют дороги, просто лететь напрямую у нас не выйдет. Хотя бы потому, что не только Марс находится в постоянном движении, но и мы сами, на Земле. Поэтому нам нужно придумать оптимальный маршрут, который потратит меньше всего топлива и времени.

Оптимальный маршрут

На данный момент существует целых три подходящих маршрута:

  • Гомановская траектория. Начинаем путешествие с Земли по эллиптической траектории на скорости выше второй космической. Таким образом, двигаясь по своеобразной окружности, мы попадем на орбиту Красной планеты примерно через 260 дней. Большую часть марсоходов отправляли именно так.
  • Параболическая траектория. Не трудно догадаться, какой формы будет наш маршрут, судя по его названию. Это самая короткая «дорога», так как займет всего 80 дней. Но не спешите радоваться, ведь для такого стремительного путешествия нам нужно разогнать свой корабль до третьей космической скорости (16,7 км/с). Сделать это, конечно, можно, но топлива будет потрачено немерено – раза в четыре больше, чем для путешествия по предыдущей траектории. Однако это сократит время самого полета больше чем в три раза, что позволит сэкономить на продовольствии, жизнеобеспечении и прочем.
  • Гиперболическая траектория. По этому маршруту отправляли вышеупомянутый зонд New Horizons, который достиг Марса менее чем за 80 дней. Такая траектория подразумевает превышение третьей космической скорости, при движении по гиперболе. Спросите, как вообще можно двигаться по гиперболе? Очень просто – сначала мы пролетаем мимо Юпитера, захватываемся его гравитацией, а затем летим прямиком к Марсу. Проблема заключается лишь в том, что современные ракетные двигатели не способны обеспечить такой сильный разгон – нас просто утянет к пятой планете или еще чего похуже. Такое под силу лишь ионным двигателям, которые все еще находятся в процессе разработки.

Метод параллакс: измерение расстояния между планетами

Самым доступным расчетом длины пути между космическими телами, которым пользуются даже ученики в школах – это тригонометрический метод параллакса. Данный способ описывается в программе по геометрии. Суть состоит в следующих действиях:

• На земле берутся две точки, между ними проводится отрезок, именуемый базисом.
• На небе определяется звезда, до какой необходимо узнать расстояние. Она является вершиной воображаемого треугольника.
• Следующим шагом станет измерение углов между отрезком, проведенным на поверхности земли и двумя прямыми линиями, идущими от точек и до небесного тела.
• Потому как протяженность отрезка и два угла треугольника известны, остальные расчеты не составят труда.

Для определения углов треугольника, необходимо осознавать, что его величина напрямую зависит от базиса. Дистанция до планеты слишком велика, и если взять относительно небольшую длину отрезка на поверхности земли, то угол будет слишком маленьким. По этой причине берутся максимально отдаленные точки.

Ранее, при расчетах, в качестве базиса выступал радиус планеты Земля. Таким образом в роли наблюдателей выступали два астронома, которые измеряли угол между базисом и верхней точкой треугольника. Более поздние измерения проводились на основе радиуса орбиты Земли (он был базисом). Данный прием дал возможность измерения расстояния до удаленных объектов.

Спутники Марса

Планета имеет 2 естественные луны. Фобос и Деймос были открыты в 1877 г. американским астрономом А. Холлом. Он дал спутникам имена в честь героев древнегреческой мифологии — божеств страха и ужаса.

Краткое описание марсианских сателлитов:

  • Фобос — диаметр 22 км, удаленность от планеты 9,2-9,5 тыс. км, скорость вращения его вокруг Марса — 7 часов, и этот период постепенно уменьшается, как и радиус его орбиты, становящийся с каждым тысячелетием на несколько метров меньше;
  • Деймос — размер в поперечнике 12 км, расстояние от Марса — 23,45-23,47 тыс. км, один орбитальный виток длится 1,26 земных дня.

Вторая версия объясняет рождение Деймоса и Фобоса ударом какого-то объекта о Марс, в результате чего из его тверди было вырвано некоторое количество планетарного материала. Противники этой гипотезы возражают, что состав планеты и ее спутников различается.


Спутники Марса — Фобос и Деймос. Credit: Engadget RSS Feed.

Сколько лететь до Марса по времени

Хотя на Красную планету ещё не ступала нога человека, беспилотных космических аппаратов и «марсоходов» здесь побывало уже немало. Сколько они летели от Земли до Марса по времени?

Чтобы лучше понять расстояние, сколько лететь до Марса от Земли по времени, нужно узнать кое-что о предыдущих миссиях на эту планету:

  1. Mariner-4. Первым к «Красной планете» в 1964 году приблизился Маринер-4 (Mariner-4, от англ. – Моряк) – автоматическая межпланетная станция программы НАСА. Путь в один конец составил 228 дней. Аппарат делал снимки Марса с расстояния от 16 800 км до 12 000 км до его поверхности – учёные следили, затаив дыхание. Ведь первоначально допускалось, что на Марсе может быть вода в жидком состоянии, а значит – растения и другие виды жизни. 21 снимок передал Маринер-4, и окончательно выяснилось, что «Красная планета» больше напоминает Луну, чем Землю. А из живых организмов здесь могут быть разве что мхи и лишайники.
  2. Mariner-6(Маринер-6) отправился в путь в феврале 1969 года. На полёт ему понадобилось 155 дней. Расстояние до поверхности планеты на этот раз составило всего 3429 км. Помимо съёмок, на данный аппарат возлагалась важная задача – исследовать состав атмосферы и определить температуру поверхности Марса, исходя из показателей инфракрасного излучения.
  3. Mariner-7 (Маринер-7) был дублёром Маринера-6, его путешествие к Марсу длилось 128 дней. Он также изучал атмосферу и температуру планеты.
  4. В 1971 году к Марсу отправился Маринер-9 (Mariner-9). Он добрался до заданной точки за 168 дней. И стал первым спутником «Красной планеты». С помощью этого аппарата была составлена карта Марса. Работал он до октября 1972 года. пока у него не кончились запасы сжатого газа.
  5. Viking-1 (Викинг-1). Первый аппарат, предназначенный для посадки на Красную планету был запущен 19 июня 1976 года, добрался за 304 дня.
  6. Viking-2 (Викинг-2) стартовал 7 августа 1976 года и добирался до Марса 333 дня. Он также состоял из орбитальной станции и зонда. Основная задача, стоявшая перед аппаратами данной космической программы, была следующей: поиски жизни. Также тогда было сделано около 16 тыс. снимков Марса. На первых цветных фотографиях Марс подтвердил своё второе название. Планета представляла собой красную пустыню, и даже небо казалось розовым из-за пыли, которую поднимал ветер.
  7. В 1996 году за изучение планеты принялся Mars Global Surveyor (Марс Глобал Сервейор), долетевший до Марса за 308 дней. Это был также проект НАСА, и очень успешный. Аппарат вышел на круговую полярную орбиту Марса в 1999 году и занимался картографированием поверхности планеты. Работал до 2001 года.
  8. Mars Pathfinder (Марс Патфайндер), аппарат США, стартовавший 4 декабря 1996 года, 4 июля 1997 года совершил посадку на планету, Он изучал марсианские камни, температуру поверхности, ветер и делал снимки.
  9. Mars Express (Марс-экспресс) – станция Европейского космического агентства – отправилась в путь 25 декабря 2003 г и достигла цели за 201 день.
  10. Mars Reconnaissance Orbiter (Марсианский разведчик) полетел к Марсу в августе 2005 г, а в марте 2006-го вышел на его орбиту. Дорога заняла 210 дней. Одной из целей, стоящих перед «Разведчиком» было найти место, где могли бы высадиться люди.
  11. Maven (Мавен) – американский межпланетный зонд– был запущен в ноябре 2013 года и летел до Марса 307 дней. Основной его задачей было исследование атмосферы «Красной планеты».

Как видно из приведённых данных, время в пути зависит от взаимного расположения небесных тел.

Неудачные полеты

Помимо этих, достаточно успешных проектов, было ещё немало других, окончившихся неудачно. Например, технические неполадки, регулярно преследовали «Марсы», построенные в СССР. То происходила авария ракеты-носителя, то не срабатывала разгонная ступень, то была утеряна связь с аппаратом. А «Зонд-2», отправленный Советским Союзом к Марсу в 1964 году, вообще не попал в район планеты.

Впрочем, неудачи на этом поприще преследовали не только СССР. В 1971 году у «Маринера-8»(Mariner-8) США произошла авария ракеты-носителя, в 1998 году свой аппарат на орбиту Марса не удалось вывести японцам, в 2011 году была неудачная попытка запуска у Китая.

Всё это говорило о том, как трудно спланировать и выполнить такой полёт. И в сотни раз умножается ответственность, когда на борту летят люди.

Как быстрее долететь до Марса (маршруты)

Пока для межпланетных путешествий землянам доступны только химические ракетные двигатели, у которых очень большой расход топлива. Даже если лететь на минималочках при скорости около 12 км/с (около 40 000 км/ч), горючего нужно очень много. Плюс, чем больше весит космолет, тем больше топлива нужно, чтобы поднять его в космос и чтобы сбросить скорость возле Марса. Также горючее требуется для работы систем жизнеобеспечения.Здесь взаимосвязь прямая: либо больше топлива, либо дольше лететь. Траектория полета на Марс может быть эллиптической, параболической и гиперболической. Рассмотрим особенности каждого из этих маршрутов.

Параболическая траектория — быстрее, но дороже

Эта траектория позволяет добраться до Марса за 70-80 суток, что сэкономит расход провизии, систем жизнеобеспечения, защиты от радиации и др. Но разогнать корабль нужно до третьей космической скорости — 16,7 км/с. Потому и при запуске, и при торможении, горючего потребуется море, примерно в 4 раза больше, чем при полете по Гомановской траектории. Полет по параболе в две стороны займет всего 5 месяцев.

Гиперболическая траектория — оптимальная, но пока сложно реализуемая

Этот маршрут позволяет завершить полет на Марс быстрее, чем при эллиптической (менее 80 суток в одну сторону, до полугода в оба конца), но она намного более энергозатратна (в 4,5 раза). В отличие от параболического маршрута, двигаясь по гиперболе, аппарат получит скорость убегания из Солнечной Системы, превышающей третью космическую, плюс, диапазон траектории в этом случае шире, чем у параболической.Основная проблема — сложность разгона космолета до нужной скорости (более 16,7 км/с), на это способны только ионные двигатели, которые пока разрабатываются.Большая часть пилотируемых полетов к Марсу разрабатывается именно по этой траектории. Например, аппарат «Новые Горизонты» преодолел путь до Красной планеты за 78 суток. А межзвездный объект Oumuamua способен пролететь от земной до марсианской орбиты всего за 2 недели.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий