Acasă » Clasa a 11a » Distanța de la Soare la Marte. Cât timp să zbori de pe Pământ pe Marte. Zboruri către Marte - viitorul apropiat Câți oameni sunt pe Marte

Distanța de la Soare la Marte. Cât timp să zbori de pe Pământ pe Marte. Zboruri către Marte - viitorul apropiat Câți oameni sunt pe Marte

Zborurile spațiale au fost de interes pentru omenire timp de decenii și sute de ani. În cele mai vechi timpuri, oamenii din cele mai simple telescoape studiau cerul în căutarea unor răspunsuri despre viața pământească. După explorarea Lunii de către nave spațiale, Marte a preluat mințile omenirii. Designerii spațiali de frunte se întreabă cum să calculeze calea optimă de zbor și cât timp să zboare pe Marte.

Marte este una dintre primele planete din sistemul solar descoperite de omenire. Credit: version.info.

Distanța până la Marte

Planeta roșie este a doua cea mai îndepărtată de Pământ. Distanța dintre Marte și Pământ variază de la 55 la 400 milioane km.

Lumina călătorește spre Marte în 3-22 de minute lumină. Depinde de poziția planetelor pe orbită. În 1964, SUA au lansat Mariner 4, care a ajuns pe Marte în 228 de zile. A făcut 21 de fotografii și le-a trimis pe Pământ. În 1969, Mariner 6 a zburat pe Planeta Roșie în 155 de zile. Un satelit artificial a studiat starea atmosferei, a măsurat temperatura suprafeței. Ca rezultat al zborurilor ulterioare, au fost create hărți ale lui Marte.

Viking 1 a aterizat la suprafață la 304 zile de la lansare. Nava spațială, numită Viking-2, a ajuns la destinație după 333 de zile. Au fost realizate peste 16.000 de fotografii color. Zborurile către Marte de pe Pământ continuă în secolul 21. Dintre nava spațială autohtonă, merită menționat Mars-1, care a acoperit milioane de kilometri în 230 de zile. Durata zborurilor este dată într-un singur sens.

Timp mediu de zbor

Timpul de călătorie nu depinde de progresele tehnologice. Pentru a o determina, trebuie să efectuați calcule matematice complexe și să analizați orbitele corpurilor cerești. Dacă distanța medie dintre planete este de 225 milioane km, zburând cu o viteză medie a aeronavei (1000 km/h), va trebui să zburați 22.000 de zile. Are peste 60 de ani. Dar poți folosi cea mai rapidă navă spațială care va acoperi distanța în 39 de zile. Viteza sa atinge 58000 km/h.

Nu există un singur traseu și timp pentru a o depăși. Pe parcursul anului, toate planetele ocupă locuri diferite pe orbitele lor, ceea ce modifică distanța dintre ele. Zborul spre Marte cu viteza luminii (peste 299 milioane km/h) va dura de la 3 la 22 de minute. Cu toate acestea, cea mai rapidă navă, Voyager-1, este capabilă să se deplaseze cu o viteză de 62140 km/h și nu este potrivită pentru transportul de pasageri.

Zborurile către Marte sunt misiuni de cercetare efectuate încă din anii 60 ai secolului XX fără echipaj, cu ajutorul roverelor și stațiilor orbitale. Credit: version.info.

Pe o rachetă de un nivel modern se dezvoltă viteze de până la 8350 km/h. În acest ritm, durata zborului va fi de 6586 de ore. Aceasta este de aproximativ 274 de zile la distanța minimă dintre Marte și Pământ. La distanta maxima, durata calatoriei va dura pana la 5,47 ani. La această perioadă, trebuie să adăugați timpul pentru livrarea înapoi a astronauților.

Poate o persoană să zboare

Înaintea organizatorilor misiunii se pune problema trimiterii navei acolo și returnării ei înapoi. Cu cât zboară mai repede, cu atât mai bine. Viteza minimă trebuie să fie de 18.000 km/h. Dacă luăm în considerare perioada de apropiere a planetelor, care durează aproximativ 500 de zile, va fi nevoie de cel puțin 33 de luni pământești pentru a călători pe Marte. Pericole îi așteaptă pe călătorii în spațiu pe parcurs:

radiații;
izolatie;
lungimea traseului;
câmpuri gravitaționale;
spațiu limitat etc.

Radiațiile spațiale dăunează mult sănătății umane. Nimeni nu poate prezice rezultatele impactului său. Izolarea pentru o lungă perioadă de timp duce la tulburări de somn, modificări ale comportamentului și ale relațiilor dintre participanții expediției spațiale.

Spațiul nu este un loc în care oamenii să trăiască. Este nevoie de mult efort pentru a crea condiții confortabile pe navă. Aparatul va parcurge jumătate din drum la viteza maximă posibilă, apoi va începe să frâneze pentru o aterizare moale.

Odată ajuns la suprafața Planetei Roșii, un pilot spațial nu poate aștepta un ajutor rapid de la Pământ. Consecințele influenței gravitației terestre, cosmice și extraterestre asupra corpului nu au fost încă studiate.

O persoană va primi o doză uriașă de radiații în drum spre Marte. Credit: discover24.ru

O altă dificultate a ființei umane pe Marte este lipsa aerului. Atmosfera Planetei Roșii este 96% dioxid de carbon, așa că trebuie să vă mișcați întotdeauna cu un aparat de respirat. Furtunile frecvente de nisip pot distruge echipamentul și locuințele pământenilor, pot ucide astronauții înșiși. Amenințarea este reprezentată de diverse boli, dar necunoscute.

Consum de combustibil

Inginerii propun să zboare pe vehicule cu motoare nucleare. Au nevoie de hidrogen în cantitate de 6 tone. La întoarcere, se plănuiește folosirea dioxidului de carbon, care este disponibil pe Planeta Roșie. Apa este împărțită în hidrogen și oxigen, care sunt folosite pentru a respira și a produce metan. Multe nuanțe fac dificilă calcularea cu exactitate a cantității de combustibil necesară pentru o călătorie.

Interesantă este ideea încălzirii și ionizării combustibilului prin unde radio. Rezultatul procesului este plasmă. Este mai ieftin decât combustibilul nuclear.

Antimateria este un nou tip de combustibil pentru călătoriile interstelare. Viteza navei spațiale se dezvoltă aproape la nivelul luminii, deși astfel de dispozitive nu există încă. Se estimează că o călătorie pe Marte necesită aproximativ 10 miligrame de antimaterie (în valoare de peste 240 de milioane de dolari).

Căile de zbor permise

Există multe puncte gravitaționale în sistemul solar cu care nu se pot ciocni. Prin urmare, au fost dezvoltate traiectorii de zbor sigure către Planeta Roșie:

eliptică (Homan);
parabolic;
hiperbolic.

Calea de zbor este calculată astfel încât nava spațială să nu fie direcționată direct către planetă, ci până în punctul în care va ajunge după o anumită perioadă de timp. Credit: mks-onlain.ru.

Traiectoria Hohmann a fost dezvoltată de Walter Hohmann, un inginer din Germania. Nava este lansată împotriva mișcării Pământului. Aplicarea acestei metode se caracterizează prin consumul unei cantități mari de combustibil pentru frânare. Captura balistică este o metodă de lansare a navelor spațiale spre Marte pe orbita sa. Frânarea are loc din cauza rezistenței atmosferice.

Traiectoria parabolică este un traseu dificil, dar scurt. Este depășită în 80 de zile când nava se mișcă la a 3-a viteză spațială (16,7 km/h). Este nevoie de mai mult combustibil pentru manevră, economiile provin dintr-un timp de zbor mai scurt: costul alimentelor și funcționarea sistemelor de susținere a vieții sunt reduse.

Calea de zbor hiperbolică este cea mai scurtă rută pentru o misiune spațială. Cu un astfel de zbor, timpul de expunere la radiația cosmică a astronauților este redus. Până acum, astfel de călătorii sunt imposibile, pentru că. nave spațiale care se deplasează cu viteze hiperbolice sunt în curs de dezvoltare.

Proiectul Mars One intenționează să trimită primii oameni pe Marte pentru a stabili acolo prima colonie.

Cu toate acestea, acest zbor va fi un singur sens și nimeni nu se va întoarce.

Mai mult 200.000 de persoane au aplicat pentru a zbura pe Marte, iar primii 1.058 de oameni au fost selectați pentru a trece la următoarea etapă. Un grup din primii 4 oameni selectați vor ateriza deja pe Planeta Roșie în 2025, dar la fiecare doi ani li se va alătura următorul grup de marsonauți.

Iată câteva fapte pe care trebuie să le cunoască toți cei care doresc să părăsească planeta Pământ pentru totdeauna și să meargă pe Marte.

Cât durează zborul către Marte?

1. Va fi un zbor foarte lung și trist.

Mars One a spus că zborul va dura între 7 și 8 luni (minimum 210 zile), în funcție de poziția relativă a Pământului și a lui Marte.

Astronauții vor petrece tot acest timp într-un spațiu foarte înghesuit (aproximativ 20 de metri pătrați fiecare), lipsit de multe facilități. Nu se vor putea spăla singuri, vor mânca conserve și vor auzi zgomotul constant de la ventilatoare, computere și sisteme de susținere a vieții. În cazul unei furtuni solare, aceștia vor trebui să se adăpostească într-un spațiu și mai îngust pentru protecție.

2. Acesta va fi un test pentru psihic

Când Rusia a condus proiectul Mars 500, în care șase voluntari au stat într-un spațiu închis timp de 520 de zile, s-a dovedit că patru dintre ei au avut probleme cu somnul sau au dezvoltat depresie în timpul misiunii.

Un membru al echipajului a dezvoltat lipsa cronică de somn, care i-a afectat concentrarea și atenția.

Zbor spre Marte

3. Oamenii nu au fost niciodată în spațiu atât de mult timp

În acest moment, astronauții petrec nu mai mult de șase luni pe Stația Spațială Internațională. Acest lucru se datorează modului în care microgravitația afectează corpul uman, inclusiv pierderea țesutului osos și muscular. Merită să ne amintim că un zbor către Marte va dura cel puțin 200 de zile, adică mai mult de șase luni.

Timpul pe Marte și anul pe Marte

4. Va fi greu să te obișnuiești cu timpul marțian.

O zi pe Marte este cu 40 de minute mai lungă decât pe Pământ. Deși aceasta poate să nu pară o diferență atât de mare, pentru noi, care suntem obișnuiți să trăim pe un ciclu de 24 de ore, va deveni destul de vizibilă.

În același timp, un an pe Marte durează 687 de zile, ceea ce înseamnă că cei care vor trăi pe Planeta Roșie vor fi aproape de două ori mai tineri decât pământenii.

Zbor dus spre Marte

5. Nu vei mai vedea niciodată Pământul.

Când astronauții Apollo au mers pe Lună, ei au vorbit că se simt confuzi și frustrați pe măsură ce s-au îndepărtat din ce în ce mai mult de Pământ. Cu toate acestea, în comparație cu Marte, Luna nu este atât de departe.

Gravitația pe Marte

6. Odată ce te vei obișnui cu gravitația de pe Marte, nu te vei mai putea întoarce pe Pământ.

Gravitația de pe Marte este o treime din cea a Pământului. Deci, dacă greutatea ta ar fi de 100 kg, atunci pe Marte ai cântări 38 kg. Oasele și mușchii umani se atrofiază și, după ceva timp, o persoană va fi dificil să se obișnuiască cu condițiile pământești.

Astronauții care se întorc pe Pământ se confruntă cu aceeași situație.

Oameni de pe Marte

7. Primii coloniști de pe Marte nu vor putea avea copii.

Organizatori de misiune Marte Unu sfătuiți primii coloniști să nu încerce să conceapă copii. În primul rând, coloniile de pe Marte nu vor fi potrivite pentru copii la început. În al doilea rând, se știe încă puține despre capacitatea oamenilor de a concepe în greutate redusă și dacă fătul se poate dezvolta normal în astfel de condiții.

8. Va trebui să te menții constant în formă.

Dacă nu-ți place mișcarea, atunci zborul pe Marte nu este pentru tine. Oasele, mușchii, inima și plămânii funcționează diferit în spațiu. Astronauții de pe ISS se antrenează două ore pe zi pentru a se menține în formă.

Condițiile de viață pe Marte

9. În caz de boală, te vei afla la o distanță de 362 milioane km de Pământ

Deși astronauții vor avea fondurile necesare pentru a trata rănile și bolile comune, anumite boli vor fi dificil sau aproape imposibil de tratat.

10. Te poți infecta oricând cu ceva necunoscut pe Marte

Înainte de fiecare misiune pe Marte, oamenii de știință depun toate eforturile pentru a dezinfecta roverele, astfel încât bacteriile de pe Pământ să nu ajungă pe Marte.

Cu toate acestea, dacă astronauții de pe Marte sunt infectați, este puțin probabil ca pământenii să-i ia înapoi (dacă ar fi posibil), deoarece acest lucru ar putea duce la răspândirea unei epidemii extraterestre necunoscute.

11. Nu vei mai încerca alimentele tale preferate.

Organizatorii plănuiesc ca colonizatorii să cultive legume pe Marte. Deoarece cantitatea de hrană adusă de pe Pământ va fi limitată, ei vor mânca în principal ceea ce cresc, cum ar fi spanac, salată verde și soia.

În acest material vom răspunde la întrebările: Care este distanța de la Pământ la Marte în km? Cât durează să zbori pe Marte?

Pentru a răspunde la întrebarea cât va dura pentru a zbura pe Marte, trebuie să luăm în considerare o serie de condiții: de la poziția actuală a planetelor, până la utilizarea diferitelor tehnologii pentru a zbura pe Marte. Să ne uităm la câteva puncte importante.

Deci cât de departe este Marte? Care este distanța de la Pământ la Marte în km?

Pentru a determina cât timp va dura până ajungem pe planeta Marte, trebuie mai întâi să știm distanța dintre cele două planete.

Marte- a patra planetă de la Soare și este a doua cea mai apropiată planetă față de Pământ (Venus este cea mai apropiată planetă de Pământ).

Deoarece orbitele planetelor din jurul Soarelui sunt diferite, distanța dintre Marte și Pământ este în continuă schimbare.

O imagine a lui Marte făcută de telescopul spațial Hubble în 2003. Marte se afla atunci la o distanță de 55 de milioane de km (55757930 km pentru a fi exact) de Pământ.

În teorie, Pământul și Marte se vor apropia unul de celălalt cât mai aproape posibil atunci când sunt îndeplinite următoarele condiții: Marte se află în punctul Periheliu (punctul orbitei unui corp ceresc care se învârte în jurul Soarelui, cel mai apropiat de acesta) și Pământul se află în punctul Afelion (punctul orbitei unui corp ceresc, care se învârte în jurul Soarelui, care este cel mai îndepărtat de acesta). Distanța dintre cele două planete ar fi atunci 33,9 milioane de mile (54,6 milioane de kilometri). Cu toate acestea, acest lucru nu s-a întâmplat niciodată în istoria omenirii.

Cea mai apropiată apropiere a planetelor a fost înregistrată în 2003, când Pământul și Marte se aflau la doar 34,8 milioane de mile (56 de milioane de kilometri) unul de celălalt.

Cea mai mare distanță dintre planete este posibilă atunci când Pământul și Marte se află pe părți opuse ale Soarelui. Distanța de la Pământ la Marte în astfel de condiții ar fi distanță de 250 de milioane de mile (401 de milioane de kilometri).

Distanța medie de la Pământ la Marte este de 140 de milioane de mile (225 de milioane de km).

viteza luminii

Lumina călătorește cu aproximativ 186,282 mile pe secundă (299.792 km pe secundă). Astfel, razele soarelui reflectate de pe suprafața lui Marte vor ajunge pe Pământ în următorul interval de timp:

Cu apropierea maximă a planetelor - 182 de secunde, sau puțin peste 3 minute;
Cu o distanță medie - 751 de secunde, sau puțin peste 12,5 minute;
Cu apropierea minimă a planetelor - 1342 de secunde, sau puțin peste 22 de minute.

Cea mai rapidă navă spațială de până acum.

Cea mai rapidă navă spațială care a părăsit orbita Pământului este stația interplanetară automată New Horizons a NASA, a cărei sarcină principală a fost să exploreze planeta Pluto. În ianuarie 2006, New Horizons a părăsit orbita Pământului cu o viteză de 36.000 de mile pe oră (58.000 de kilometri pe oră).

La această viteză, navei spațiale New Horizons i-ar lua următorul timp pentru a ajunge pe Marte:

La apropierea maximă a planetelor - 942 ore (39 zile);
Cu o distanță medie de 3888 ore (162 zile);
Cu o apropiere minimă a planetelor - 6944 ore (289 zile).

Toate calculele de mai sus pentru distanța de la Pământ la Marte au fost măsurate în linie dreaptă.

Dar, în realitate, distanța pe care o va parcurge nava spațială, zburând de la Pământ la Marte, va fi mai mult decât calculată în linie dreaptă. Acest lucru se datorează faptului că planetele sunt întotdeauna într-o stare mobilă, ele se rotesc pe orbitele lor în jurul Soarelui.

Și inginerii trebuie să calculeze întotdeauna orbitele navelor spațiale pentru a le trimite pe Marte. De asemenea, inginerii calculează locația exactă a planetei atunci când satelitul zboară în sus.

Video despre când este cel mai bun moment pentru a zbura pe Marte

Apropo, puteți afla singur data cea mai potrivită pentru următorul zbor către Marte. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza unul dintre Modele 3D ale sistemului solar descriind mișcarea planetelor.

O mică listă de nave spațiale și timpul în care au zburat pe Marte:

Mariner 4- este prima navă spațială care a explorat Marte dintr-o traiectorie de zbor (apropiere de Marte în 1964). Navei spațiale au avut nevoie de 228 de zile pentru a ajunge pe Marte;
Mariner 6(apropiere în 1969) - dispozitivul a durat 155 de zile pentru a zbura pe Marte;
Mariner 7(apropiere în 1969) - dispozitivul a durat 128 de zile pentru a zbura pe Marte;
Mariner 9(prima navă spațială care a intrat pe orbita lui Marte - 1971) - dispozitivul a durat 168 de zile pentru a ajunge pe Marte;
"Viking 1"(prima navă spațială care a aterizat pe suprafața lui Marte - 1975) - dispozitivul a durat 304 zile pentru a zbura pe Marte;
„Viking 2”(apropiere și aterizare pe Marte în 1975) - dispozitivul a durat 333 de zile pentru a zbura pe Marte;
Mars Global Surveyor(apropiere 1996) - dispozitivul a durat 308 zile pentru a zbura pe Marte;
„Mars Pathfinder”(apropiere 1996) - dispozitivul a durat 212 zile pentru a zbura pe Marte;
„Mars Odyssey”(apropiere 2001) - dispozitivul a durat 200 de zile pentru a zbura pe Marte;
Mars Express Orbiter(apropiere 2003) - dispozitivul a durat 201 zile pentru a zbura pe Marte;
Mars Reconnaissance Orbiter(apropiere în 2005) - dispozitivul a durat 210 zile pentru a zbura pe Marte;
„Mars Science Laboratory”/Roverul Curiosity(apropiere în 2011) - dispozitivul a durat 254 de zile pentru a zbura pe Marte.
(apropiere în 2014) - dispozitivul a durat 307 zile pentru a zbura pe Marte.

Primul care nu s-a gândit bine la cât timp ar trebui să zboare o persoană pe Marte, dar a efectuat o analiză tehnică a acestei posibilități, încă din 1948, a fost un om de știință, unul dintre fondatorii științei rachetelor moderne. După el, ideea unui astfel de zbor a fost luată în considerare atât de primele puteri spațiale, cât și de companiile private.

Câți kilometri trebuie să zbori de pe Pământ către Marte

Marte este a patra planetă de la Soare și cea mai apropiată de Pământ, după Venus. Misiunea către Venus este dificilă din cauza condițiilor climatice:

presiune atmosferică mare;
ploaie acidă;
căldură.

Nu avem nicio șansă acolo!

Condițiile climatice de pe Marte sunt cele mai potrivite pentru vizitare. Distanța dintre planete este microscopică după standardele cosmice. Dar o persoană va trebui să zboare mult pe Marte, zeci sau chiar sute de milioane de kilometri.

Esența câți kilometri trebuie să zburați de Pământ depinde în mare măsură de traiectoria specifică - traseul căii. De obicei ia forma unui „arc mare” care leagă în mod elegant timpul de lansare pe Pământ cu destinația. Aceste arcuri sunt de multe ori mai lungi decât distanța rectilinie dintre două obiecte cerești la un moment dat în timp.

Să ne punem o întrebare: - Cât durează zborul spre Marte?

Să presupunem că pentru calculele noastre folosim un traseu simplu în linie dreaptă, unde distanța este minimă.

Pe baza faptului că planetele din sistemul solar se învârt în jurul Soarelui, fiecare pe propria sa orbită eliptică, cu propria sa viteză unică, iar distanța dintre două obiecte planetare se va schimba constant. Oamenii de știință au reușit să afle distanța, câți kilometri trebuie să zboare pe o traiectorie liniară de la Pământ la Marte:

Distanța maximă va fi de 401.330.000 km.
Lungimea medie a căii este de 227.943.000 km.
Minimul pe care va trebui să-l depășim este de doar 54.556.000 km.

Planetele ating această distanță minimă unele de altele aproximativ o dată la doi ani. Și acesta este momentul perfect pentru a lansa misiuni.

Unde ar trebui să fie Marte în timpul lansării?

Zborul către destinație în linie dreaptă nu va funcționa. Mai devreme se spunea că planetele se mișcă constant. În acest caz, nava spațială pur și simplu nu va întâlni planeta roșie pe drum și va fi necesar să o atingă în teorie. În practică, acest lucru este imposibil; nu avem încă astfel de tehnologii pentru a urmări un obiect planetar.

Prin urmare, pentru zbor, trebuie să alegeți o lansare atunci când sosirea pe orbită coincide cu sosirea lui Marte în același loc sau să veniți mai devreme și să îi permiteți să ne ajungă din urmă.

Practic, asta înseamnă că îți poți începe călătoria doar când planetele sunt în poziția corectă. Această fereastră de lansare se deschide la fiecare 26 de luni. În acest moment, nava spațială poate folosi ceea ce este considerat cea mai eficientă cale de zbor cunoscută sub numele de traiectoria Gohmann, dar despre asta vom vorbi mai târziu.

Mecanica orbitală sau câți kilometri trebuie să treci

Deoarece orbitele eliptice ale Pământului și Marte sunt la distanțe diferite de Soare, iar planetele se deplasează de-a lungul lor cu viteze diferite, distanța dintre ele variază semnificativ. După cum am menționat mai devreme, aproximativ la fiecare doi ani și două luni, planetele ating punctul cel mai apropiat una de cealaltă. Acest punct se numește „ ”, când Marte se poate afla la distanța minimă de Pământ, de la 55,68 la 101,39 milioane de kilometri, în funcție de ce an este.

La treisprezece luni de la confruntare, ajunge la conjuncție. Ceea ce înseamnă că planetele roșii și albastre se află pe părțile opuse ale soarelui și cât mai departe posibil. Evident, dacă vrem să ajungem mai repede la țintă, cel mai bine este să programăm o plecare la punctul de confruntare. Dar nu totul este atât de simplu!

Călătoria rapidă ar fi posibilă dacă nava interplanetară ar urma o cale dreaptă. Din păcate, călătoria în spațiu este mult mai complicată decât o linie dreaptă. Mecanica orbitală a fiecăreia dintre planete este unică. Toate corpurile planetare din sistemul solar sunt în mișcare constantă și acest lucru face că călătoria este cu adevărat provocatoare.

Deci de câți kilometri ai nevoie pentru a călători pe Marte de pe Pământ? Să încercăm să ne dăm seama. Dacă tot credeți că cel mai bun mod de a ajunge la țintă este să așteptați până când cele două planete sunt cel mai aproape una de cealaltă, atunci îndreptați racheta către țintă și zburați peste. Știi, acest lucru nu va funcționa din mai multe motive:

În primul rând, gravitația Pământului va îndoi traiectoria oricărui vehicul lansat. Pentru a elimina acest factor, să presupunem că racheta este plasată pe o orbită îndepărtată în jurul Pământului, unde gravitația este slabă și mișcarea orbitală este lentă, permițându-ne să ignorăm ambele fapte. Chiar și atunci, această rachetă încă orbitează Soarele împreună cu Pământul și se mișcă cu o viteză de aproximativ 30 km/s. Deci, dacă racheta continuă să zboare către ținta intenționată, ea își va menține viteza Pământului și își va începe rotația în jurul Soarelui, în același timp, deplasându-se către punctul de control al zborului.
În al doilea rând, dacă decolăm când Marte este cel mai aproape de Pământ, în timp ce nava spațială se îndreaptă spre țintă, planeta va pleca pe calea sa orbitală cu mult înainte ca nava să parcurgă distanța.
În al treilea rând, întregul sistem a fost dominat de gravitația Soarelui. Toate obiectele se deplasează de-a lungul orbitelor sau traiectoriilor, care, conform legilor lui Kepler, sunt părți ale secțiunilor conice, în acest caz, elipse. În general, sunt curbate.

Mersul la obiectivul prețuit în timpul confruntării, de fapt, distanța cea mai apropiată va fi mult mai semnificativă. Pentru a o depăși, trebuie să folosiți o cantitate mare de combustibil. Din păcate, din punct de vedere tehnic, nu putem crește volumul rezervoarelor. Prin urmare, pentru a zbura pe Marte, astrofizicienii accelerează nava, iar apoi ea zboară prin inerție, neputând rezista gravitației corpurilor cerești, ceea ce mărește semnificativ distanța pe măsură ce dispozitivul zboară într-un arc mare. O astfel de rută reprezintă o jumătate de segment al orbitei heliocentrice în jurul Soarelui dintre Marte și Pământ.

Reamintim: o orbită heliocentrică este o traiectorie eliptică a unui corp ceresc în jurul Soarelui.

Să calculăm, lungimea jumătate a orbitei Pământului este de 3,14 UA. Marte are 4,77 UA Avem nevoie de o orbită medie între planete, jumătate din lungimea ei este de 3,95 UA. înmulțiți cu o distanță de 1 UA si rotund.

Reamintim: o unitate astronomică (1 UA) este egală cu 149597868 km.

Rezultă că distanța aproximativă care va trebui depășită va fi de aproximativ 600 de milioane de kilometri. Pentru un calcul mai precis al câți kilometri trebuie să zbori, se folosesc algoritmi mai complexi.

Cât durează să zbori pe Marte

Întrebarea cât timp durează pentru a zbura pe Marte nu poate fi răspuns fără ambiguitate.
Durata zborului depinde de mai mulți factori:

viteza dispozitivului;
traseul potecii;
pozițiile relative ale planetelor;
cantitatea de marfă la bord (sarcină utilă);
cantitatea de combustibil.

Dacă luăm ca bază primii doi factori, atunci putem calcula teoretic cât timp durează pentru a zbura pe Marte de pe Pământ în timp. Pentru ca dispozitivul să plece într-o călătorie în spațiu, trebuie să decoleze de pe Pământ și să-și depășească gravitația.

Date științifice: Pentru a ajunge pe orbita joasă a Pământului, viteza unei rachete trebuie să fie de cel puțin 7,9 km/s (29 mii km/h). Pentru a trimite o navă într-o călătorie interplanetară, aveți nevoie de puțin mai mult de 11,2 km / s (40 mii km / h).

În medie, călătorii efectuează un zbor interplanetar cu o viteză de aproximativ 20 km/s. Dar există și campioni.

Cea mai rapidă navă spațială creată de om este sonda New Horizons. Nici înainte, nici după New Horizons, vehiculele interplanetare nu au zburat departe de Pământ, cu o viteză de 16,26 km/s. Dar dacă vorbim despre viteză pe o orbită heliocentrică, atunci la 16,26 km / s trebuie să adăugăm viteza Pământului - aceasta este de 30 km / s și obținem aproximativ 46 km / s față de Soare. Acest lucru este impresionant - 58536 km / h.

Având în vedere aceste date, durata zborului către Marte de-a lungul celei mai scurte traiectorii directe va dura 941 de ore sau 39 de zile terestre. O persoană va trebui să zboare pe o rută corespunzătoare distanței medii dintre planetele noastre timp de 3879 de ore sau 162 de zile. Durata zborului la distanta maxima va fi de 289 de zile.

Să visăm și să ne imaginăm că am mers pe Marte cu avionul în linie dreaptă. Dacă zbori cu un avion pe 54,556 milioane de kilometri, iar viteza medie a aeronavelor moderne de pasageri este de aproximativ 1 mie km/h, atunci va dura 545560 ore sau 22731 zile și 16 ore. Și arată impresionant în anii de aproape 63 de ani. Și dacă zburăm într-o elipsă, atunci această cifră va crește de 8-10 ori, ceea ce înseamnă o medie de 560 de ani.

Câți ani pe Pământ zile ore îi ia unui om pe Marte

Cât timp îi ia unui om să ajungă pe Marte de pe Pământ? Dacă visezi să devii într-o zi astronaut la primul zbor cu echipaj, fii pregătit pentru o călătorie lungă. Oamenii de știință estimează că călătoria dus-întors va dura aproximativ 450 de zile pământești, cu o medie de 10.800 de ore sau 1,2 ani.

Prognoze: cât să zboare la timp

Cea mai importantă variabilă despre cât timp i-ar lua unui om să ajungă pe Marte este evidentă - cât de repede mergi? Viteza este factorul determinant. Cu cât putem accelera mai repede nava, cu atât mai repede vom ajunge la destinație. Timpul de zbor pe cea mai rapidă rachetă de-a lungul rutei cu cea mai scurtă distanță liniară dintre planete nu va fi mai mare de 42 de zile pământești.

Oamenii de știință au lansat o mulțime de module interplanetare, așa că avem o idee aproximativă despre cât timp va dura cu tehnologia actuală.

Deci, în medie, sondele spațiale reușesc să ajungă pe Marte de la 128 la 333 de zile.

Dacă încercăm să trimitem un om astăzi, tot ce am putea face în mod realist - mai ales că vom trimite o navă spațială mare cu echipaj, nu doar o sondă de mărimea unui SUV. Asamblați o navă interplanetară pe orbita Pământului, realimentați-o și trimiteți-o în zbor.

Mogulul tehnologiei care conduce SpaceX spune că sistemul său de transport interplanetar ar putea face față călătoriei în doar 80 de zile și, în cele din urmă, ar putea călători în doar 30 de zile.

Țările din întreaga lume efectuează cercetări privind cât timp va dura un zbor uman către Marte. Un studiu din anii '90, teoretic, trebuia să trimită o persoană în anii 2000. Călătoria minimă ar dura 134 de zile dus, maxim 350. Se presupunea că zborul va avea loc cu un echipaj de 2 până la 12 persoane.

Potrivit calculelor oamenilor de știință ale companiei, timpul de călătorie va dura aproximativ 210 zile sau 7-8 luni.

Potrivit NASA, o călătorie interplanetară cu oameni va dura aproximativ șase luni pentru a ajunge pe Marte și încă șase luni pentru a se întoarce. În plus, astronauții vor trebui să petreacă între 18 și 20 de luni la suprafață înainte ca planetele să se alinieze din nou pentru călătoria de întoarcere.

Acum despre cum să ajungem efectiv pe planeta noastră vecină și cât timp va dura.

Cât timp să zburăm pe Marte este considerat destul de simplu: în apropierea Pământului dăm un impuls de a accelera și de a merge la o elipsă care atinge ambele orbite. După ce am ajuns pe Marte, dăm din nou un impuls de a accelera și de a trece pe orbita lui. Timpul de zbor poate fi calculat folosind a treia lege a lui Kepler.

De ce durează atât de mult să zbori

De ce nu putem ajunge acolo mai repede acum:

Primul motiv sunt distanțele uriașe. Distanța minimă se calculează nici măcar în milioane, ci în zeci de milioane de kilometri. Permiteți-mi să vă reamintesc că distanța maximă până la planetă este de 401330000 km.
Al doilea motiv este tehnologic. Cel mai comun tip de motor folosit pentru zborurile spațiale este un motor de rachetă chimic. El este capabil să accelereze nava spațială la viteze foarte mari. Dar astfel de motoare funcționează nu mai mult de câteva minute, motivul pentru care acest lucru este consumul prea mare de combustibil. Racheta își cheltuiește aproape toată rezerva pentru a se rupe de suprafață și a depăși forța gravitațională a planetei. Din motive tehnice, nu este posibil să luați o rezervă suplimentară de combustibil în zborul de astăzi.

Cum să ajungi pe Marte cu cea mai mică cantitate de combustibil

Cât combustibil este nevoie pentru a zbura pe Marte? Cel mai important aspect al zborurilor interplanetare este alimentarea cu combustibil pe rachetă. Când folosiți motoare cu rachete chimice și nu există încă alternative reale la acestea, este nevoie de mult combustibil.

În primul rând, acest lucru se datorează nevoii de a depăși forța gravitațională a Pământului. Și cu cât masa navei este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă energie pentru decolare și, în consecință, combustibil.
În al doilea rând, chiar dacă alegeți cea mai economică rută de zbor, racheta trebuie să câștige cel puțin 11,59 km/s. În ceea ce privește unitățile de măsură obișnuite, aceasta este de 41.724 km/h.

Pe lângă creșterea vitezei, atunci când se apropie de Marte, nava spațială trebuie să o reseteze, iar acest lucru poate fi realizat doar dacă motoarele sunt pornite și combustibilul este cheltuit în consecință. Nu trebuie să uităm de munca sistemelor de susținere a vieții, deoarece zborul ar trebui să fie cu participarea oamenilor.

Puteți zbura pe Marte în mai puțin timp, dar va trebui și să folosiți mai mult combustibil. Acest lucru se datorează necesității de a crește rata de zbor. În acest caz, va crește și consumul de combustibil pentru frânare.

Sarcina principală a inginerilor - cum să ajungi pe Marte cu cea mai mică cantitate de combustibil a fost rezolvată în 1925 de Walter Hohmann. Esența metodei sale - în loc să trimiteți o rachetă direct pe planetă, trebuie să-i creșteți orbita, ca urmare, va urma o orbită mai mare în jurul Soarelui decât a Pământului. În cele din urmă, racheta va traversa orbita lui Marte - chiar în momentul în care va fi și el acolo.

Această metodă de călătorie este ceea ce inginerii numesc o orbită minimă de transfer de energie - folosind-o pentru a trimite nave spațiale de pe Pământ pe Marte cu cea mai mică cantitate de combustibil.

Cum să zbori mai repede - rute posibile

Există mai multe moduri prin care puteți ajunge la destinație. Există trei dintre ele, toate diferă doar în doi parametri - viteza de mișcare în spațiul cosmic și timpul de zbor.

Traiectorie eliptică

Cea mai economică, dar și cea mai lungă opțiune este calea de zbor eliptică. Și, de asemenea, se numește "Gomanovskaya", în onoarea savantului german Walter Homann. În acest caz, nava spațială va trece tangențial pe orbita lui Marte, mișcându-se de-a lungul unei elipse. Pentru un zbor pe o astfel de rută, va fi necesară accelerarea rachetei la 11,59 km/s. Timpul de călătorie va fi de 259 de zile, deoarece este necesar să se depășească o distanță mai mare decât la deplasarea pe celelalte două traiectorii. Pentru a trece la cea mai simplă traiectorie „Homan”, va fi necesară creșterea ratei de mișcare a unui satelit din apropierea Pământului cu 2,9 km pe secundă.

În timpul explorării spațiului, oamenii de știință au trimis mai mulți sateliți pentru a studia exact de-a lungul traiectoriei Hohmann. Acestea erau atât dispozitive sovietice, cât și americane.

Traiectorie parabolică

A doua opțiune este o cale de zbor parabolic. Pentru a ajunge la el, va trebui să accelerați nava la 16,6 km/s. Timpul de călătorie va fi de numai 70 de zile. În acest caz, consumul de combustibil pentru accelerarea rachetei, precum și pentru frânarea înainte de aterizare, crește foarte mult. Oamenii de știință estimează creșterea costurilor cu energie atunci când zboară pe o rută parabolic de 4,3 ori în comparație cu una eliptică.

Traiectoria parabolica presupune deplasarea aparatului de-a lungul unei linii sub forma unei parabole.

În ciuda creșterii costurilor cu combustibilul, zborul parabolic este foarte atractiv pentru oamenii de știință. În primul rând, prin reducerea costurilor de protecție a echipajului împotriva radiațiilor, precum și a proviziilor, oxigen și alte mijloace de susținere a vieții.

Traiectorie hiperbolica

Ultima traiectorie posibilă este hiperbolică. Pentru a zbura de-a lungul unei astfel de traiectorii, aparatul trebuie accelerat la viteze care depășesc a treia spațială (16,7 km/s). Când se deplasează de-a lungul unei traiectorii hiperbolice, racheta ar trebui, parcă, să zboare pe lângă Marte, schimbând direcția de mișcare, lovind câmpul gravitațional. Linia de zbor în acest caz este similară cu o hiperbolă. Aterizarea devine posibilă dacă motoarele de frânare în apropierea planetei sunt pornite la timp.

Idei pentru a reduce timpul de zbor

În funcție de viteza inițială de zbor de pe Pământ (de la 11,6 km pe secundă la 12 km pe secundă), durata zborului către Marte variază de la 260 la 150 de zile. Pentru a reduce timpul de zbor interplanetar, este necesară creșterea vitezei, ceea ce va afecta scăderea lungimii arcului elipsei traseului. Dar în același timp, întâlnirea cu Marte crește: de la 5,7 la 8,7 km pe secundă, ceea ce complică zborul prin necesitatea unei coborâri sigure pentru a intra pe orbita marțiană sau pentru a ateriza la suprafață. În acest caz, dacă vrem să ajungem acolo mai repede, avem nevoie de noi motoare care să accelereze nava și să avem timp să încetinim.

Pentru a accelera timpul de zbor, trebuie să utilizați alte tipuri de motoare de rachetă, de exemplu, motoare de rachetă cu reacție electrice și chiar nucleare.

Avantajul motoarelor electrice este posibilitatea de funcționare pe termen lung, de până la câțiva ani. Dar astfel de dispozitive dezvoltă o tracțiune foarte slabă. Chiar și a coborî de pe Pământ cu o astfel de rachetă este încă imposibil. În spațiul cosmic, motoarele electrice pot atinge viteze foarte mari. Mai mare decât motoarele chimice existente. Adevărat, îi va lua până la câteva luni să facă asta. Pentru zborurile interstelare, o astfel de dezvoltare este încă potrivită, dar nu este practic să zburați pe Marte cu un astfel de motor.

Dacă propulsoarele cu ioni nu sunt pentru noi, atunci ce tehnologii ale viitorului pot reduce timpul de călătorie la câteva zile?

Există următoarele idei despre cum să accelerați zborul către Marte:

Utilizarea rachetelor nucleare, a căror bază este încălzirea combustibilului lichefiat și apoi aruncarea acestuia din duză la o viteză foarte mare. Se presupune că o rachetă nucleară poate reduce timpul de zbor către Marte la aproximativ 7 luni. Unii oameni de știință cred că motoarele moderne cu propulsie nucleară ar putea scurta călătoria la 39 de zile. Vă puteți imagina cât de repede va zbura această navă spațială? Motoarele de rachete nucleare nu au depășit încă prototipurile de la sol, dar oamenii de știință lucrează constant la implementarea unui astfel de proiect.
Utilizarea magnetismului. Tehnologia magnetismului se bazează pe utilizarea unui dispozitiv electromagnetic special care va ioniza și încălzi combustibilul pentru rachete, transformându-l într-un gaz ionizat sau plasmă, care va accelera nava spațială. Cu această metodă, zborul poate fi redus la 5 luni.
Utilizarea antimateriei. Aceasta este cea mai ciudată dintre idei, deși poate fi cea mai reușită. Particulele de antimaterie pot fi obținute numai în acceleratorul de particule. O cantitate imensă de energie este eliberată atunci când particulele și antiparticulele se ciocnesc. Acesta poate fi folosit pentru multe lucruri utile. Conform calculelor preliminare, pentru ca nava să ajungă la țintă, ar fi necesare doar 10 miligrame de antimaterie. Cu toate acestea, ar trebui cheltuiți cel puțin 250 de milioane de dolari pentru a produce 10 mg de antimaterie. Un zbor spre Marte folosind antimaterie va dura doar 45 de zile!

Cât va costa călătoria?

Pe lângă faptul că zborul este foarte lung, este și un eveniment costisitor, apar întrebări despre cât costă să zbori pe Marte.

O estimare a costurilor asociate cu trimiterea oamenilor a fost făcută în timpul administrației lui George W. Bush. Gama a variat de la 80 la 100 de miliarde de dolari. Studii mai recente au redus acest lucru la 20-40 de miliarde de dolari.

Potrivit miliardarului Elon Musk, zborul va costa mai puțin de 500.000 de dolari până la urmă, nu este atât de mult. El spune că prețul ar putea scădea la 100.000 de dolari în timp. Și nu vă faceți griji pentru călătoria de întoarcere, pentru că, potrivit lui Elon, va fi gratuită.

De ce să zbori pe Marte

Există multe motive pentru a organiza o astfel de misiune.

Prima este cercetarea. Marte este similar cu Pământul în multe privințe și, conform oamenilor de știință, planetele aveau aceeași atmosferă și probabil viață. Studiile la scară largă ar trebui să răspundă la întrebarea dacă viața este prezentă acum, dacă planetele sunt într-adevăr atât de asemănătoare și de ce a devenit o lume deșertică. Fotografiile arată multe fenomene interesante și inexplicabile la suprafață, pe care și omenirea este dornică să le studieze.

Al doilea motiv este colonizarea. Există teorii conform cărora este posibilă recrearea artificială a atmosferei. Prin urmare, dezvoltați ecosistemul. Aceasta înseamnă că, în viitor, plantele terestre, animalele și, bineînțeles, oamenii vor putea crește acolo.

Al treilea motiv este curiozitatea umană. Aceasta este forța care a făcut posibilă trecerea de la oameni străvechi cu instrumente primitive la o civilizație capabilă să lanseze sateliți de cercetare în colțurile îndepărtate ale universului. Un exemplu de astfel de misiune a fost aterizarea unui dispozitiv automat pe suprafața unei comete!

Câte probleme de zbor nerezolvate există

Pe lângă călătoria lungă, o misiune cu echipaj personal prezintă multe alte provocări:

Oamenii de știință se tem că astronauții vor fi expuși la raze cosmice și alte radiații în timpul unei călătorii lungi. Ei sunt, de asemenea, îngrijorați de efectele fizice pe care le experimentează astronauții atunci când sunt expuși la un mediu cu gravitate scăzută și lumină scăzută pentru perioade lungi de timp.

Poate cel mai dificil factor de prezis este efectul psihologic pe care îl pot experimenta astronauții ca urmare a izolării. Nimeni nu este exact cât de mult stres mental va fi cauzat de lipsa contactului cu prietenii și familia pe care astronauții o lasă în urmă.

Alte obstacole în calea unei astfel de misiuni cu echipaj sunt combustibilul, oxigenul, apa și hrana pentru astronauți.

Concluzie

Un zbor spre Marte este o idee foarte complexă și costisitoare din punct de vedere tehnic. Cei care vor pune primii piciorul pe suprafața Planetei Roșii vor accelera la viteze incredibile și vor parcurge milioane de kilometri. Pentru ca ei să ajungă la destinație în siguranță, oamenii de știință trebuie să vină cu mijloace de protecție împotriva radiațiilor cosmice, precum și să lucreze la crearea și îmbunătățirea sistemelor de susținere a vieții. Este necesar să se calculeze cu precizie masa navei și sarcina utilă și să se aleagă ruta optimă de zbor.

Vizualizări