Сколько лететь до марса: высчитываем время, топливо и возможности

Сколько лететь до Марса в наши дни

Ввиду того факта, что расстояние между нами и Марсом непостоянно, соответственно, и время полета будет неодинаково. Чем меньше дистанция, тем проще, а главное — быстрее туда добраться, а столь удобный случай выпадает достаточно редко — раз в 26 месяцев, когда тела сближаются на дистанцию в 55 млн км. По прошествии 9 месяцев отправленный аппарат оказывается около Марса, однако, при условии, что начальное ускорение с орбиты Земли — не менее 3 км/с. С человеком все далеко не так просто, а виной тому космическая радиация. Сегодня ученые пытаются рассчитать другой вариант траектории — гиперболическую, которая позволит сократить время полета до полугода. В общем, если сегодня отправиться к Марсу, то время полета займет не менее 273 суток. Для сравнения, первое плавание Колумба длилось 225 дней.

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.

Предыстория

Снимки Марса с помощью космического телескопа Хаббл во время великого противостояния 2003 года

В конце 19 века оптические иллюзии породили гипотезу о наличии на Марсе разветвленной сети каналов, которые созданы высокоразвитой цивилизацией. Эти предположения совпали с первыми спектроскопическими наблюдениями Марса, которые ошибочно приняли линии кислорода и водяного пара земной атмосферы за линии марсианской атмосферы.

Художественное изображение старта к Марсу героев романа А. Толстого “Аэлита”

В результате этого в конце 19 века и начале 20 века стала популярна идея о наличии развитой цивилизации на Марсе. Наиболее яркими иллюстрациями этой теории стали художественные романы “Война миров” Г. Уэльса и “Аэлита” А. Толстого. В первом случае воинственные марсиане осуществляли попытку захвата Земли с помощью гигантской пушки, которая выстреливала цилиндры с десантом в сторону Земли. Во втором случае земляне для путешествия на Марс используют ракету, работающую на бензине. Если в первом случае межпланетный перелет занимает несколько месяцев, то во втором речь идет о 9-10 часах полета.

Расстояние между Марсом и Землей изменяется в широких пределах: от 55 до 400 млн. км. Обычно планеты сближаются раз в 2 года (обычные противостояния), но в связи с тем, что орбита Марса обладает большим эксцентриситетом, раз в 15-17 лет случаются более тесные сближения (великие противостояния).

В таблице хорошо видно, что и великие противостояния различаются по причине того что и орбита Земли не является круговой. В связи с этим выделяют и величайшие противостояния, которые случаются примерно раз в 80 лет (к примеру, в 1640, 1766, 1845, 1924 и 2003 годах). Интересно отметить, что люди начала 21 века стали свидетелями самого величайшего противостояния за несколько тысяч лет. Во время противостояния 2003 года расстояние между Землей и Марсом было на 1900 км меньше, чем в 1924 году. С другой стороны считается, что противостояние 2003 года было минимальным, за последние 5 тысяч лет.

Великие противостояния сыграли большую роль в истории изучения Марса, так как они позволяли получить наиболее детальные изображения Марса, а так же упрощали межпланетные перелеты.

К началу космической эры наземная инфракрасная спектроскопия значительно уменьшила шансы на наличие жизни на Марсе: было определено, что главной компонентой атмосферы является углекислый газ, а содержание кислорода в атмосфере планеты является минимальным. Кроме того была измерена средняя температура на планете, которая оказалась сравнима с полярными регионами Земли.

Альтернативные способы полета до Марса

Сейчас нам приходиться ждать, чтобы отправить корабли. Но когда человек появится на Марсе, то любые задержки приведут к катастрофе. Космическое пространство – опасное место. Особенные неприятности приходят от фонового космического излучения, которое на несколько часов способно создавать масштабные солнечные бури

Поэтому важно сократить время на поездку

Ядерные ракеты функционируют на принципе нагрева рабочей жидкости в ядерном реакторе. Далее он взрывается в сопле на огромной скорости для формирования тяги. В таком топливе накапливается огромный энергетический запас, поэтому можно развить высокую скорость и сократить поездку до 7 месяцев.

Это технология с переменным удельным импульсом. Перед вами ЭМ-двигатель, который для ионизации и обогрева пропеллента задействует радиоволны. При этом формируется плазма, которая выталкивается на высоком ускорении. Это бы привело к полету в 5 месяцев.

Сейчас ведется разработка концепции ракет на антиматерии. Это максимально плотное топливо. Когда частички материи встречаются с материей, то трансформируются в чистую энергию. На 10 миллиграммах такого топлива можно добраться к Красной планете за 45 дней. Правда на создание уйдет 250 миллионов долл.

Концепция ракет на антиматерии

Мы пока не знаем, на чем сосредоточатся ученые при запусках в 2030-х гг. Возможно, они будут ориентироваться не на скорость, а безопасность. Но космические открытия происходят внезапно, поэтому у нас есть шанс отыскать альтернативные варианты.

  • Интересные факты о Марсе;
  • Колонизация Марса;
  • Марс и Земля;
  • Есть ли жизнь на Марсе;
  • Терраформирование Марса
  • Когда мы отправим людей на Марс?
  • Сравнение Марса и Земли
  • Как Земля выглядит с Марса?
  • Что такое марсианское проклятие?
  • Когда открыли Марс?

Положение и движение Марса

  • Орбита Марса;
  • Сезоны на Марсе
  • Как далеко Марс от Солнца?
  • Сближение Марса
  • Как далеко находится Марс?
  • Сколько лететь до Марса;
  • День на Марсе;
  • Год на Марсе;

Строение Марса

  • Размеры Марса;
  • Кольца Марса;
  • Состав Марса;
  • Атмосфера Марса;
  • Воздух на Марсе;
  • Масса Марса;

Поверхность Марса

  • Поверхность Марса;
  • Лед на Марсе
  • Радиация на Марсе
  • Вода на Марсе;
  • Температура на Марсе;
  • Гравитация на Марсе;
  • Цвет Марса;
  • Почему Марс красный;
  • Насколько холодный Марс;
  • Вулканы на Марсе;
  • Вулкан Олимп;
  • Долина Маринер;
  • Лицо на Марсе;
  • Пирамида на Марсе;

Спутники Марса

Рядом с Марсом вращаются две его луны: Фобос и Деймос. В 1877 году их нашел Асаф Холл, давший наименования в честь персонажей из греческой мифологии. Это сыновья бога войны Ареса: Фобос – страх, а Деймос – ужас. Марсианские спутники продемонстрированы на фото.

Фобос и Деймос, запечатленные MRO. Это крошечные нерегулярные спутники, которые могли притянуться планетой из пояса астероидов

Диаметр Фобоса – 22 км, а отдаленность – 9234.42 – 9517.58 км. На орбитальный проход ему необходимо 7 часов и постепенно это время сокращается. Исследователи считают, что через 10-50 млн. лет спутник врежится в Марс или же будет разрушен гравитацией планеты и образует кольцевую структуру.

Деймос в диаметре имеет 12 км и вращается на дистанции в 23455.5 – 23470.9 км. На орбитальный маршрут уходит 1.26 дней. Марс также может располагать дополнительными лунами с шириной в 50-100 м, а между двумя крупными способно сформироваться пылевое кольцо.

Есть мнение, что ранее спутники Марса были обычными астероидами, которые поддались планетарной гравитации. Но у них наблюдаются круговые орбиты, что необычно для пойманных тел. Они также могли сформироваться из материала, вырванного от планеты в начале создания. Но тогда их состав должен была напоминать планетарный. Также мог произойти сильный удар, повторяя сценарий с нашей Луной.

Почему же так долго?

Учитывая, что между Марсом и Землёй всего 55 млн км, а скорость передвижения космического корабля составляет более чем 20 000 км/час, можно посчитать, что полёт от Земли до Марса должен занять 115 дней. Почему же теоретические расчеты не совпадают с практикой, и кораблям требуется почти в два раза больше времени?

Всё объясняется очень просто: поскольку обе планеты вращаются вокруг Солнца, прямой запуск ракеты на Марс невозможен, ведь к тому времени, когда она достигнет поверхности Красной планеты, она уже успеет уйти далеко по своей орбите. Поэтому для успешного запуска необходимо делать расчеты на опережение. То есть, космический корабль запускается в то место, которого Марс еще не достиг, но пока ракета до него долетит, планета окажется в нужном месте.

Виде о том, сколько лететь до Марса с Земли

Возможны ли космические полёты человека на Марс?

Время для этого требуется не мало, и людям, впервые отправившимся в такое путешествие, потребуется огромное терпение и выдержка. Поэтому над этой задачей сегодня работают многие специалисты. Во-первых, чтобы осуществить перелёт человека к Марсу, необходимо использовать радикально новый вид топлива. Во-вторых, космос является достаточно неприветливым местом для человека, тело которого отличается большой восприимчивостью к космическим радиациям. Она накапливается практически в каждой части его тела и не выводится на протяжении всей его жизни. Если космонавта не защитить от радиации, но он не сможет прожить в космосе и двух часов. Если бы ученым удалость придумать способ, который смог бы позволить значительно сократить время в пути, то риск облучения для космонавта стал бы значительно меньшим. Кроме того, для более короткого перелёта потребуется и меньшее количество запасов, необходимое космонавтам для выживания.

Если говорить о том, сколько лет потребуется человеку лететь от Марса до Земли и обратно, то необходимо учитывать следующий факт: для обратного пути потребуется ждать следующего противостояния, что займёт довольно много времени. Ученые подсчитали, что для такой экспедиции может потребоваться около 16 месяцев или 500 дней.

Также необходимо учитывать, что после противостояния Земли и Марса наша планета стремительно уйдёт вперёд. Это объясняется разностью орбитальных скоростей. А спустя три месяца планеты вообще «разбегутся», и космический корабль не сможет добраться обратно до Земли.

Однако, к сожалению, такую задачу пока реализовать невозможно. В связи с этим космонавтам придётся ждать на этой планете следующего противостояния, во время которого они получат возможность совершить обратный перелёт на Землю. Но время такого ожидания составит целых 26 месяцев. Кроме этого, следует учитывать и время, которое потребуется на обратный перелёт (9 месяцев), а также то время, которое кораблю придётся находиться на орбите вокруг Марса (17 месяцев).

Таким образом, расстояние от Земли до Марса является не самым важным препятствием в достижении цели.  Сколько дней лететь до Красной планеты, зависит от многих факторов. Возможно, уже очень скоро у человека появятся новые технологии, позволяющие создать суперскоростной корабль и супер-экономное топливо.

А Вы бы хотели полететь на Марс? Расскажите об этом в .

Видео о полете от Земли до Марса

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.

Полет на Марс: фантазия или далекая реальность

Идея колонизации Марса возникла давно и продолжает будоражить умы энтузиастов покорения космоса.

В 1990 г. признанный американский эксперт по изучению и освоению Марса Р.Зубрин разработал проект под названием «Mars Direct» (прямой путь на Марс), который предусматривает двухэтапный план доставки астронавтов на красную планету.

  1. На первом – подготовительном этапе намечается запуск автоматического космического корабля с возвращаемым аппаратом. Корабль оснащается ядерным реактором и резервуаром с водородом.Из него и имеющегося на Марсе диоксида углерода будет производиться метан и вода, а из воды путём электролиза будет вырабатываться кислород. Эти ресурсы будут накапливаться и храниться до прилёта пилотируемого КА с астронавтами на борту.
  2. Запуск пилотируемого аппарата должен быть произведён с открытием следующего стартового окна, примерно через 2 года (когда наступит очередное противостояние).Астронавты проведут на Марсе полтора земных года в специальном модуле, после чего вернутся на Землю на аппарате, который был доставлен первым кораблём.

Для этого потребуется провести ряд мероприятий, направленных на изменение теплового баланса планеты. В частности, предлагается построить орбитальное зеркало диаметром 125 километров, которое будет вращаться вокруг Марса и повышать его температуру отражёнными солнечными лучами.

Параллельно будет производиться бомбардирование Марса крупными астероидами, орбиты которых будут нужным образом корректироваться путём применения ядерных зарядов.

После того как средняя температура красной планеты повысится на 10-15 градусов, начнётся активное таяние льдов, высвобождение газов и формирование атмосферы, близкой к земной. С этого момента уже можно будет приступить к постройке первых постоянных поселений.

Существуют и другие проекты полёта на Марс и его колонизации. Например, «Mars One» Беса Лансдорпа (высадка экипажа планируется уже в 2027 г.) и программа Илона Маска (главы корпорации SpaceX) по терраформирванию планеты.

Рассматриваются варианты создания стартовых площадок на Луне и на околоземной орбите (наиболее глубокие проработки сделаны NASA). Пока всё это выглядит как сплошная фантастика.

Однако вспомните слова некогда популярной песни: «утверждают космонавты и мечтатели, что на Марсе будут яблони цвести». А что, может, это и впрямь когда-нибудь случится.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Использую для заработка

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.

Сколько летели до Марса?

Несмотря на то, что на Марс не ступала нога человека, ученные давно заинтересовались планетой и с 1964 года стали отправлять различные устройства и аппараты для более детального изучения Красной планеты.

Первая миссия по изучению Марса была осуществлена в 1964 году, когда США отправили аппарат под названием Mariner-4 к орбите далекой планеты. Аппарат летел 228 дней. Он предоставил ученым 21 фотографию.

Mariner-6 был отправлен к Марсу в 1969 году. Полет к орбите Красной планеты длился 155 дней. В результате этой миссии ученые получили данные об атмосфере и температуре на поверхности.

Mariner-7 был отправлен в том же году, выступая как запасной вариант. Путь его занял 128 дней.

Mariner-9 был отправлен в 1971 году, добрался до Марса он за 168 дней. Этот аппарат стал первым искусственным спутником планеты, за свое недолгое существование (до октября 1972 года) он успел создать карту поверхности Марса.

Viking-1 стал первым аппаратом, чьей миссией была посадка на поверхность. Добирался он 304 дня.

Миссии на Марс

Viking-2 добирался 333 дня и главной задачей было — поиск жизни. С помощью аппарата было сделано более 16 тысяч снимков. Фотографии были цветными, что дало абсолютно новый взгляд на Марс.

Mars Pathfinder, запущенный в 1996 году, достиг Красной планеты за 183 дня. Аппарат изучал местный грунт.

Mars Express — космическая станция Европейского космического агенства. Она находилась в пути 201 день.

Mars Reconnaissance Orbiter — первый разведчик, отправленный в 2005 году с целью найти место, где могли бы высадиться первые колонисты. Путь занял 210 дней.

Аппарат Maven, отправленный в 2013 году, занимался изучением атмосферы планеты и добирался до нее 307 дней.

Советскому Союзу не везло с изучением Марса, было много неудачных пусков и поломок в процессе полета. С Венерой получалось гораздо успешнее. Приведем данные: советский аппарат Марс-1 летел до Марса 230 дней.

Такая значительная разница в длительности полетов появляется из-за разного расположения двух планет. А техническое развитие не может серьезно повлиять на время пути — в большей части длительность зависит от сложных математических вычислений, заключающихся в анализе орбит двух небесных тел.

Состав и поверхность планеты Марс

С показателем плотности в 3.93 г/см3 Марс уступает Земли и имеет лишь 15% нашего объема. Мы уже упоминали, что красный цвет образуется из-за присутствия оксида железа (ржавчина). Но из-за присутствия других минералов он бывает коричневым, золотым, зеленым и т.д. Изучите строение Марса на нижнем рисунке.

Внутреннее строение Марса

Марс относится к планетам земного типа, а значит обладает высоким уровнем минералов, вмещающих кислород, кремний и металлы. Грунт слабощелочный и располагает магнием, калием, натрием и хлором.

В таких условиях поверхность не способна похвастаться водой. Но тонкий слой марсианской атмосферы позволил сохранить лед в полярных областях. Да и можно заметить, что эти шапки охватывают приличную территорию. Существует еще гипотеза о наличии подземной воды на средних широтах.

В структуре Марса присутствует плотное металлическое ядро с силикатной мантией. Оно представлено сульфидом железа и вдвое богаче на легкие элементы, чем земное. Кора простирается на 50-125 км.

Ядро охватывает 1700-1850 км и представлено железом, никелем и 16-17% серы. Небольшие размер и масса приводят к тому, что гравитация достигает лишь до 37.6% земной. Объект на поверхности будет падать с ускорением в 3.711 м/с2.

Стоит отметить, что марсианский пейзаж похож на пустыню. Поверхность пыльная и сухая. Есть горные хребты, равнины и крупнейшие в системе песчаные дюны. Также Марс может похвастаться наибольшей горой – Олимп, и самой глубокой пропастью – Долина Маринер.

На снимках можно заметить множество кратерных формирований, которые сохранились из-за медлительности эрозии. Эллада Планитиа – крупнейший кратер на планете, охватывающий в ширину 2300 км, а вглубь – 9 км.

Планета способна похвастаться оврагами и каналами, по которым ранее могла протекать вода. Некоторые тянутся на 2000 км в длину и на 100 км в ширину.

Как далеко от Марса до Земли?

Марс и Земля вращаются вокруг Солнца с разными скоростями: орбита Земли находится внутри орбиты Марса, поэтому свой круг вокруг центра солнечной системы, земля преодолевает значительно быстрее. Кроме того, обе планеты имеют орбиты представляющие собой не правильные круги, а несколько вытянутые эллипсы, что особенно заметно по отношению к Марсу.

Так что расстояние до Марса от Земли измерить можно только весьма грубо, причем только для конкретного момента времени, ведь оно постоянно меняется. Теоретически, две эти планеты находятся на минимальной дистанции друг от друга тогда, когда Марс располагается в ближайшей к солнцу точке  (в перигелий), а земля в дальней точке (в афелии) своих орбит. В этой ситуации, планеты будет разделять расстояние “всего” в 54,6 миллиона километров.

Впрочем, теория на то и теория. В реальности, по крайней мере в истории человечества, такого сближения между Марсом и Землей никогда не было. Максимум сближения был зафиксирован в 2003 году, тогда Марс подошел к нашей планете на 56 миллионов километров.

Какое может быть максимальное расстояние между Землей и Марсом? Опять же прибегнем к теоретическим расчетам и разведем обе планеты по их афелиям – то есть дальним точкам орбит, когда и голубая и красная планеты окажутся по разные стороны от солнца. В этом случае между Марсом и Землей окажется уже не 54 млн. км, а все 401 млн. км – расстояние превышающее точку максимального сближения в 7,37 раз!

В среднем же, расстояние от Марса до Земли составляет 225 миллионов километров – больше, чем расстояние от Земли до солнца.

Расстояние между Землей и Марсом в ближайшей точке схождения орбит планет

Когда проще запускать космический корабль к Марсу?

В бесконечном беге вокруг Солнца, Земля по своей “внутренней дорожке” орбиты “обгоняет” Марс каждые 26 месяцев. Казалось бы – именно это время, является “счастливым окном” для того, чтобы отправить на Марс очередную межпланетную станцию или марсоход, ведь расстояние между планетами будет самым маленьким. Однако на самом деле, короткий путь не всегда является самым лучшим…. да и самым коротким тоже.

Так и в нашем случае – во-первых даже 54 млн. км – это расстояние которое космический аппарат должен будет преодолеть почти мгновенно. На деле же, путь займет у него несколько месяцев, и за это время наши планеты “разбегутся”, а во-вторых, для полета по прямой кораблю понадобится просто громадный запас топлива на борту.

Гораздо проще и экономичнее отправить нашу гипотетическую марсианскую миссию не по прямой, а по широкой орбите вокруг Солнца. Гравитация солнца подхватит аппарат в заданной точке и без всякой траты топлива разгонит его до нужных скоростей, придав мощный импульс. Подобный прием, заставляющий гравитацию космических тел работать нам руку, называется гравитационным маневром или эффектом рогатки.

В нужный момент корабль с помощью двигателя скорректирует свой путь и “соскочит” с “солнечной дорожки”, после чего пересечется с орбитой Марса и уже без проблем достигнет точки назначения.

Максимальное расстояние между Землей и Марсом, когда обе планеты находятся в дальних точках орбит

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