Сколько лететь до Марса
Если вы интересуетесь, сколько человеку лететь с Земли до Марса и обратно, на какие дистанции это будет путешествие и с какими сложностями придется столкнуться, пристегнитесь, мы все расскажем.
Красная планета волнует лучшие умы человечества не первое десятилетие и даже не первый век — научный интерес, вопрос потенциальной колонизации, еще одна отправная точка в процессе освоения Солнечной системы.
Вы узнаете, сколько лететь от Земли до Марса человеку по времени и в километрах, каково расстояние до этой планеты от нашей, почему оно меняется и когда лучше всего запускать корабль до этого небесного тела.
Панорама поверхности Марса. Автор изображения: Justin Cowart
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.
Схема размещения планет в Солнечной системе. Автор изображения: Image Editor
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.
Фото Земли, сделанное марсоходом Spirit Exploration Rover Spirit. Автор фото: NASA Goddard Space Flight Center Follow
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.
Модель прибытия корабля на Марс. Автор изображения: driver Photographer
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 земных лет, дней, часов лететь человеку до Марса
Какое время займет полет на Марс, зависит от скорости аппарата, траектории, по которой он будет двигаться, расположения планет, веса корабля и его содержимого, количества топлива. Теоретически, если учитывать только скорость и маршрут, можно примерно просчитать, сколько лететь по времени от Земли до Марса:
- Для выхода на околоземную орбиту ракете, чтобы преодолеть гравитацию Земли, нужно развить скорость 7,9 км/с — 29 000 км/ч.
- Для межпланетного путешествия нужна скорость 11,2 км/с — 40 000 км в час.
- Средняя скорость межпланетных перелетов — 20 км/с.
- К скорости корабля на гелиоцентрической орбите добавляется скорость Земли — 30 км/с. Например, аппарат New Horizons запускали с Земли со скоростью 16,26 км/с, поэтому на гелиоцентрической орбите он развил скорость около 40 км/с (около 59 000 км/ч).
Принимая во внимание эти расчеты, по самой короткой, теоретически возможной траектории время полета от Земли до Марса составит 941 час или 39 наших, земных дней. Если маршрут будет соответствовать среднему удалению наших планет друг от друга, человек пробудет в пути примерно 3 879 часа или 162 дня, что уже ближе к реальности. Если Марс будет на максимальном удалении от Земли, в дороге придется пробыть 289 дней.
Выгоднее всего проводить запуск по орбите, медленно приближая корабль к Красной планете. Под гравитационным воздействием Солнца (эффект рогатки) корабль получает толчок для преодоления расстояния. В нужный момент корабль освобождается от гравитационного поля, попадая на орбиту Марса. В общей сложности полет в один конец будет длиться от 150 до 300 дней (5-10 месяцев).
В чем сложность вычислений
Все вышесказанное хорошо в теории. На практике при вычислениях нужно учитывать массу нюансов:
- эллиптическая форма обеих орбит и разница между ними;
- отличающаяся скорость обеих планет (Марс медленнее);
- тот факт, что Солнце не является центральной точкой орбит;
- скорость и ее приращение, вес и другие характеристики космолета;
- необходимость своевременного возвращения космонавтов на Землю;
- оптимальная траектория для пассажирских межпланетных перевозок.
Потому в расчеты нужно включать количество топлива и размер топливных баков, запасы пищи, кислорода и многое другое.
Прогнозы, сколько лететь по времени
И хоть на Марс не ступала еще нога человека, миссий на эту планету было множество. Корабли достигали ее поверхности за 128-335 дней (миссии Mariner-7 и «Марс Полар Лэндер»). Например, выбрав Гомановскую траекторию, путешествие на Марс в одну сторону можно совершить за 6-9 месяцев (180-274 суток) в одну сторону, но облучение экипажа будет слишком велико. Большинство пилотируемых полетов к Марсу разрабатывается по гиперболическим траекториям, при которых добраться до Красной планеты можно примерно за полгода, при этом доза облучения будет в пределах нормы, но понадобится в 4,5 больше топлива для дополнительного разгона с орбиты нашей планеты. По расчетам ученых, занимающихся миссией Mars One, полет будет длиться 210 дней или 7-8 месяцев. В будущем Илон Маск обещает сократить время путешествия до 80, а затем и до 30 дней. Специалисты NASA менее оптимистичны в своих расчетах — они ведут речь о 6 месяцах пути в один конец и 6 месяцах пути обратно. К тому же, на Красной планете путешественникам придется провести 18-20 месяцев в ожидании, когда наши планеты приблизятся друг к другу на достаточное для возвращения расстояние.
Если обобщить: ученые предполагают, что путешествие до Марса на пилотируемом аппарате туда и обратно будет занимать примерно 450 земных дней (10 800 часов или 1,2 лет).
Это интересно: если бы совершать межпланетные путешествия можно было на самолетах, средняя скорость которых около 1 000 км/ч, сойти с трапа по прилете пассажиры смогли бы только через 22 731 день и 16 часов (через 545 560 часов или почти через 63 года). Это если Марс находился бы в противостоянии и самолет летел строго прямо. А если лететь по эллипсу, путешествие затянулось бы на 560 лет.
Модель Марса с небольшой облачностью. Автор изображения: Kevin Gill
Почему лететь так долго
При отсутствии поломок и других форс-мажоров путешествие займет около 2,5 лет (по полгода на перелеты и 18-20 месяцев на Марсе в ожидании следующего сближения с нашей планетой).
- Огромные расстояния.
- Ограниченные возможности технологий нашей цивилизации.
Реактивные двигатели, которые мы используем для запуска космических аппаратов, тратят почти все топливо на преодоление силы притяжения Земли, остальную часть пути космолет преодолевает в основном по инерции. Брать дополнительные запасы топлива, а значит, и развивать более высокую скорость, конструкция современных кораблей пока не позволяет.
Космический корабль Mars 2020. Автор изображения: mars.nasa.gov
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.
Эллиптическая (Гомановская) траектория — добраться до Марса с наименьшим количеством топлива
Это самый простой, экономичный с точки зрения расхода топлива способ, предложенный Вальтером Гоманом. Но и самый долгий — до высадки пройдет примерно 260 суток. Корабль разгоняют до 11,59 км/с, и он летит по инерции по эллипсу, касающемуся орбит Земли и Марса, по большей, чем земная, орбите. Она пересекает орбиту Марса, когда он будет в той же точке, что и корабль. Возле Марса — снова разгон для перехода на его орбиту. Траектория корабля — большая дуга. Это сильно увеличивает километраж путешествия.
Большинство марсоходов отправляют именно по эллиптической траектории.
Интересно: если скорость полета с Земли увеличить до 12 км/с, время полета сократится до 150 суток — за счет большей скорости и сокращения длины дуги траектории. Но возникает сложность со снижением скорости.
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.
Способы сократить время полета
Чтобы люди могли летать на Марс быстрее, можно:
Использовать ядерные двигатели больших мощностей. Это сократило бы время полета в межпланетном пространстве в 2 раза (примерно до 7 месяцев, некоторые исследователи уверены, что и меньше 40 дней), дало бы больший выбор времени старта с Земли и с Марса в том числе. Проблема пока одна — такого двигателя еще не существует, он в разработке.
Использовать электрические (ионные) двигатели в комплекте с ядерными энергетическими установками и летать на Марс за 5 месяцев, в будущем — и за 40 дней. Они помогут ускорять корабли до 10 км/с и более при небольшом расходе топлива (например, зонду Dawn на 10 лет миссии потребовалось всего полтонны ксенона).
Использовать антиматерию. Для достижение кораблем места посадки понадобится 10 мг антивещества и 250 млн долларов. При этом исследователи обещают, что время полета на Марс технология сократит до 45 дней. В отдаленном будущем антиматерия позволит добираться до красной планеты за 3-4 минуты. В теории.
Сколько будет стоить путешествие
Принимая во внимание все вышесказанное, понятно, почему ответ на вопрос, были ли люди уже на Марсе, пока отрицательный.
Сколько будет стоить путешествие на Марс? Миллиарды. Во времена Джорджа Буша-старшего речь шла о 80-100 млрд долларов, затем от 20-40 миллиардах. Сейчас Илон Маск говорит, что в итоге полет на Марс будет стоить 500 млн долларов, а в будущем удастся снизить затраты до 100 тыс долларов. Интересно, что обратный билет на Марс Маск обещает сделать бесплатным.
Илон Маск считает, что стоимость полета на Марс составит 500 млн долларов. Автор изображения: Daniel Oberhaus
Цели полетов на Марс
Несмотря на то, что Марс дальше от Земли, чем Венера, на Красной планете намного более приветливые для путешественника условия — в мизерных долях, но в атмосфере там есть кислород, а температура на планете сравнима с полярными условиями на Земле.
Итак, каковы цели пилотируемых миссий на эту планету:
- научные исследования, развитие технологий;
- освоение, колонизация Марса, туристический бизнес в межпланетных масштабах;
- поиск ресурсов за пределами Земли.
Нерешенные проблемы перелета
Продолжительность полета на Марс неизбежно ведет к сложностям, которых избежать невозможно. Потенциальные поломки и технические неполадки, плюс метеорные потоки, солнечный ветер и прочее. Люди могут оказаться запертыми в нерабочем куске железа без надежды на помощь.
Психические и физические перегрузки — радиация, во много раз превышающая норму, замкнутое пространство, вероятность лучевой болезни и многое другое. Все это может привести к психическим и физическим недугам (потеря тонуса мышц и кровеносной системы, депрессии и т.д.). На реабилитацию может потребоваться до 2 лет.
Обеспечение. Умещение запасов топлива, кислорода, воды и еды, необходимых для полета и возвращения — непростая задача.
Неудачные полеты
Многое может пойти не по плану. Вдумайтесь: более половины из 48 миссий на Марс, запущенных с 1960-х гг. по 2020-й год, закончились провалом. Неудачи постигают корабли по сей день: потеря связи, несрабатывание аппаратуры, аварии при запуске.Такие неудачи постигали СССР, США, Японию, Китай. Именно поэтому на Марсе еще не было человека — нужно слишком многое предугадать, предусмотреть и учесть, а технологические возможности ограничены.
Сколько топлива нужно для полета на Марс
Топлива нужно много — десятки тонн, и чтобы вместить его запасы, корабль придется строить огромный. Роберт Зубин придумал интересное решение: использовать ядерный реактор и взять с собой с Земли всего 6 тонн водорода, а потом использовать диоксид углерода, который можно брать из атмосферы Марса. Из этих компонентов планируется выделять метан и воду. Воду будут использовать для получения кислорода и водорода. Из водорода будут делать метан. Топлива получится добыть таким способом около 100 тонн, чего хватит на дорогу домой.
Расстояние от Марса до Солнца
В афелии (максимальное удаление) Красная планета от нашей звезды находится на расстоянии в 249 млн км, в перигелии (при максимальном приближении) — в 206 млн км. Среднее расстояние от Солнца до Марса в километрах составляет 228 млн км. Наша планета находится в 150 млн км от Солнца (в 1 а.е.), Красная планета, в зависимости от точки на ее орбите — в 1.38-1.66 а.е. Если вам интересно, сколько свет летит до Марса — в среднем, 12 минут и 40 секунд. Напомним, до Земли свет движется 8 минут и 19 секунд. А если хотите знать, какое расстояние от Луны до Марса — это 55,7 млн км при макс. приближении и 400 млн км при макс. удалении — почти столько же, как и от Земли.
Графическая визуализация Марса и Солнца. Автор изображения: Kevin Gill
Вывод
По заявлениям космических агентств мира, время, когда человек полетит на Марс, наступит уже в обозримом будущем — в 2020-2040-х гг. Но до реализации этих амбициозных планов нужно решить еще множество технических проблем, чтобы обеспечить экипажу безопасность и сделать первый полет человека на Марс реальностью.
Вскоре полеты на Марс могут стать реальностью. Автор изображения: Kevin Gill
Что думаете о путешествии на Красную планету? Делитесь с нами в комментариях.
Сколько лететь до Марса? А вода там всё-таки есть? 10 ответов на популярные вопросы о Красной планете
Это зависит от того, когда вы начали своё путешествие. Марс и Земля вращаются по эллиптическим орбитам вокруг Солнца. Из‑за того что их расстояние от общего светила, а значит, и скорость движения на орбитах разные, дистанция между планетами со временем то сокращается, то увеличивается.
Самое маленькое расстояние между Землёй и Красной планетой было зафиксировано в августе 2003 года — оно равнялось примерно 56 миллионам километров. По данным NASA, в следующий раз такое сближение произойдёт только в 2237 году.
Дальше всего Марс отодвигается от Земли на 401 миллион км, когда Солнце находится точно между двумя планетами. Средняя же дистанция обычно составляет 225 миллионов км.
Когда Марс с Землёй сближаются, что происходит каждые 26 месяцев, это называется оппозицией, или противостоянием. И это оптимальное время для запуска миссий к Красной планете.
Так что, чтобы подгадать момент для погрузки на космический корабль, необязательно ждать двести лет — окно запуска открывается примерно раз в два года.
Согласно расчётам профессора физики Крейга Паттена из Калифорнийского университета в Сан‑Диего, до Марса можно добраться в среднем за девять месяцев, или примерно за 270 дней, при условии, что нужно экономно расходовать топливо. Ещё примерно девять месяцев уйдёт на возврат с Марса.
Но вообще, если затратить больше горючки на разгон и торможение, то можно сгонять и побыстрее. Например, ровер Curiosity долетел до Марса за 254 дня, Perseverance — за 204, а Mariner 7 — всего за 128 дней.
Миссия какой страны первой достигла Марса?
Пилотируемые запуски на Марс человечеству ещё предстоит совершить — Илон Маск как раз работает над этим. А вот роботизированные исследования Красной планеты начались ещё в 60‑е годы XX века.
В период с 1960 по 1969 год Советский Союз запустил девять зондов, которые должны были долететь до Марса. Но почти все они потерпели неудачу: одни не смогли даже взлететь, другие не достигли марсианской орбиты. Успешным был только запуск аппарата «Марс‑3» в 1971 году. Он смог проработать на Красной планете 14 секунд, передав научную информацию и фрагмент первой в истории фотографии поверхности.
Так что СССР, несмотря на все шероховатости своих миссий, был первым, кто высадил на Марс робота.
США в 1964 году запустили к планете два зонда: Mariner 3 и Mariner 4. У первого не получилось покинуть орбиту Земли — обтекатель заклинило. Но второй благополучно прилетел к Марсу в 1965 году.
Первым американским аппаратом, который успешно вышел на стабильную орбиту вокруг Красной планеты, стал Mariner 9 в 1969 году. А Viking 1 и Viking 2 успешно сели на поверхность в 1975‑м — на четыре года позже советского «Марса‑3». Зато зонды США смогли предоставить куда больше научных данных.
Сейчас песчаные просторы Марса бороздят марсоходы NASA Curiosity и Perseverance, а также китайский Zhùróng. В небе над Красной планетой летает американский коптер Ingenuity, а её недра бурит автономная сейсмическая станция NASA InSight.
На данный момент Марс является единственной известной науке планетой, полностью населённой роботами.
Есть ли на Марсе горы?
Есть, и землянам о таких остаётся только мечтать. В 1976 году орбитальный зонд Viking 1 сфотографировал гору Олимп — самый высокий пик не только на Марсе, но и вообще в Солнечной системе. Это потухший вулкан высотой больше 21,9 км. Он в два с половиной раза превосходит земной Эверест.
Кроме Олимпа, на Марсе есть ещё множество здоровенных гор, и все они вулканического происхождения, например Аскрийская гора (18 км высотой), Элизий (16 км) и гора Павлина (14 км).
Почему Марс красный?
Если уж на то пошло, то при ближайшем рассмотрении он совсем не красный, а скорее желтовато‑коричневый с примесью золотистого, бурого, рыжевато‑коричневого и даже зелёного.
Но из космоса Марс действительно выглядит красным . Дело в том, что его поверхность покрыта грунтом, содержащим окисленное железо. Кроме того, в атмосфере планеты витает много пыли, состоящей из частиц красного железняка — гематита, обогащённого титаном.
То есть Марс имеет красноватый оттенок буквально из‑за того, что он ржавый.
Другой вопрос , откуда на планете без кислорода так много ржавчины. Скорее всего, это значит, что раньше на Марсе была вода, содержащая атомы кислорода. Или железо окислялось из‑за других веществ — перекиси водорода, двуокиси углерода или двуокиси серы, которых в марсианском воздухе хватает. С этим учёным ещё предстоит разобраться.
Сколько спутников у Марса?
У Марса два спутника: Фобос и Деймос. Их названия по‑гречески значат соответственно «Страх» и «Ужас». Это имена сыновей греческого бога войны Ареса, позднее переименованного римлянами в Марса.
Спутники представляют собой два небольших небесных тела неправильной формы, которые больше смахивают на астероиды, чем на нормальный, уважающий себя спутник вроде нашей Луны. Фобос побольше, он 26 км в диаметре; Деймос — всего 15 км.
С точки зрения астрономии Фобос и Деймос — объекты очень скучные, нет на них ни любопытных геологических образований, ни других «достопримечательностей». Интересно только, как Марс ими обзавёлся. То ли это астероиды, притянутые Красной планетой, то ли раньше у неё была большая Луна, которая по каким‑то причинам развалилась на два куска.
Любопытно , что писатель Джонатан Свифт в своей книге «Приключения Гулливера» рассказал, как астрономы летающего острова Лапута обнаружили у Марса два маленьких спутника, ещё до того, как их открыли в реальности. А Станислав Лем в своих «Звёздных дневниках Ийона Тихого» объяснил это тем, что Свифту повстречался путешественник во времени.
Сколько длятся день и год на Марсе?
Сутки на Марсе и Земле имеют схожую продолжительность . Марсианские сутки называются «сол» и длятся 24 часа 39 минут и 35,244 земных секунды.
А вот год на Красной планете куда длиннее, чем на Земле, что объясняется большей удалённостью от Солнца. Марсианский год равен 686,98 земного дня, или 668,5991 сола.
Какая погода на Марсе?
Из‑за красноватого оттенка и песка Марса многие люди ассоциируют его с земными пустынями, рисуя в голове образ вроде Дюны Фрэнка Герберта — горячей, засушливой планеты с мощными песчаными бурями. Но это совершенно неправильно.
Марс очень холодная планета с разрежённой атмосферой из углекислого газа. Температура колеблется от −125 °C на полюсах до +20 °C летом в жару на экваторе. Средняя температура на Красной планете составляет −63 °C.
Могучие пыльные бури, которые нам показал Ридли Скотт в фильме «Марсианин», в реальности невозможны — слишком тонкая и слабая атмосфера, чтобы создавать такие вихри. Страшнейший шторм на Марсе покажется землянам лёгким ветерком.
Но гравитация там меньше нашей. Если на Земле вы весите 75 кг, то на Марсе это было бы чуть более 28 кг. Из‑за слабой гравитации бури переносят больше пыли, отчего страдают марсоходы, которые питаются от солнечных панелей, — их фотоэлементы постоянно засыпает песком.
Что такое марсианские каналы?
В конце XIX — начале XX века астрономы заметили на Марсе сеть так называемых каналов — длинных линий в экваториальных областях планеты. Впервые их описал итальянский учёный Джованни Скиапарелли в 1877 году. Тогда эти наблюдения объяснили тем, что на Марсе есть цивилизация, создающая оросительные системы.
Однако к началу XX века астрономическая аппаратура улучшилась , и новые исследования показали, что каналы не более чем оптическая иллюзия.
Современные спутники картографировали Марс с высочайшей точностью, и сейчас наука совершенно достоверно знает, что никаких каналов, рек и, к сожалению, даже ручейков на Красной планете нет.
Сколько лететь до Марса?
После того, как Илон Маск основал компанию SpaceX, космос стал всё больше интересовать человечество. Все эти планы по межпланетным экспедициям, колонизация красной планеты — чудеса, да и только. Давайте предположим, что будущее наступило, а фантастические рассказы стали реальностью. Вы вышли из дома и решили полететь на время карантина на планету Марс. Открываете навигатор и прокладываете маршрут до Красной планеты, чтобы попасть в марсианскую колонию Илона Маска. Как вы думаете, сколько времени длится полет до Марса? Какое расстояние от Земли до Марса, если считать в километрах или световых годах? У ученых уже давно есть ответы на эти вопросы и сейчас мы все расскажем.
Красная планета. Такая близкая, но такая далекая
Как полететь из Земли на Марс
Межпланетный перелёт — дело серьёзное. Здесь важную роль играет не только время, как в случае земного туризма, но и нахождение в конкретной точке пространства в заданный момент времени. Объясню на пальцах. Если мы с вами летим из одной точки Земли в другую, например, из Москвы во Владивосток, то расстояние между этими городами всегда будет неизменно, а ключевым критерием будет время вылета. Возможно, вы не обращали на это внимание, но полёт в одну сторону практически всегда дольше, чем в обратную. Почему так? Существует несколько причин: направление ветра, очереди на приземление в аэропорту и вращение Земли, но если моменты с очередью по прилёту, заставляющую пилотов несколько раз накручивать круги у аэропорта, мы опустим, то остальные два более значимых и неконтролируемых явления очень важно рассмотреть.
Если ваш основной мессенджер это Telegram, то приглашаем вас к нам в канал. Так вы не пропустите ничего важного, что связано с миром науки и высоких технологий
Пожелание попутного ветра как нельзя кстати вписывается в суть объяснения явления. Так уж повелось, что подавляющее направление ветров на нашей планете — с запада на восток, поэтому в одном случае самолёт летит по ветру, а в другом — против него, что совершенно логично влияет на время прилёта.
Схема распределения ветров на нашей планете
Так как Земля постоянно находится во вращении, то на все движущиеся объекты действует так называемая сила Кориолиса. Если по-простому, то сила Кориолиса — это сила, которая позволяет рассмотреть движение материальной точки относительно вращающейся системы отсчета (в нашем случае — Земли). Именно из-за этой неинерциальной силы при полёте вес самолёта изменяется: при движении на восток он уменьшается, а при движении на запад — увеличивается.
Если вам интересна космическая тематика — у нас есть специальный раздел на сайте
А если мы летим из Москвы в колонию Илона Маска на Марсе, неизменны ли расстояние и время между пунктами назначения? К сожалению, нет. Из-за того, что орбиты Земли и Марса сильно разнятся, самым оптимальным будет вариант полететь в положении “оппозиции” двух планет, или иным словами в момент максимального сближения.
Положение оппозиции Марса и Земли
В случае “оппозиции” расстояние между планетами станет минимальным, что равняется 55 миллионам километров, но это явление не частое, оно случается раз в два года. Кроме того, в космосе нет воздуха, там вакуум, поэтому ветров там априори быть не может, и на движение ракеты они не влияют, а что до силы Кориолиса, то здесь она создаёт проблемы, в основном, только космонавтам. Дабы побороть неудобства невесомости, корабль закручивают, но появляется знакомая уже сила Кориолиса. Из-за неё предметы летят в сторону, а нажимать на клавиши первое время крайне проблематично, потому что руку ровно так же, как и предметы, будет уносить в сторону. К счастью, человек быстро приспосабливается, и вскоре неудобства сил Кориолиса пропадают.
На чём лететь и сколько добираться до Марса
Для сравнения возьмём самую быструю на данный момент ракету ПРС-1М со скоростью 14,5 тысяч км/ч (она, конечно, не пассажирская, но давайте побудем Мюнхаузенами на ядре и возьмём для сравнения её. Всё-таки это самая быстрая ракета планеты), гиперзвуковой самолет Х-43А (11,2 тыс. км/ч), гиперкар Bugatti Chiron (490 км/ч) и самого быстрого человека на планете — Усейна Болта (37,5 км/ч).
Планеты в “оппозиции”, пуск! Смотрим результаты:
Общее количество времени в пути
Как мы видим, чтобы добраться от Земли до Марса, самой быстрой ракете на планете требуется 5 месяцев, гиперзвуковому самолёту — 7 месяцев, Бугатти Чирон доберётся за 13 лет, а если вы настолько мощный, что сможете без остановки бежать со скоростью самого быстрого человека в мире, то всего через 167 лет вы будете в пункте назначения. Если вам стало интересно, а сколько же добираться, если планеты находятся не максимально близко друг к другу, а, например, максимально далеко или же на полпути, то нужно умножить время на 8 лет и 4 года соответственно. В случае максимального удаления даже самая быстрая ракета будет лететь до Марса 3 года и 4 месяца, а Усейн Болт, к сожалению, добежит уже к следующему тысячелетию.
А вот бежать за подпиской на наш сайт в Googl News не нужно. Достаточно нажать на эту ссылку
Так как минимальное время в пути составляет 5 месяцев, то совершенно очевидно, что действовать нужно на опережение и стартовать с неким упреждением, по сути лететь в пустоту, чтобы в момент прибытия ваш корабль и планета как бы встретились в расчётной точке. В противном случае либо придётся ждать планету, либо, что существенно хуже, догонять её. Получается, что при отсутствии земных проблем, легче туризм не становится. Новые времена открывают новые, ещё мало изведанные вопросы, вновь заставляя решать сложные задачи и идти на компромиссы. В этом и есть суть открытий — находить новые барьеры, чтобы их преодолевать.
Все, что нужно знать о полете на Марс
Давайте обобщим то, что мы сейчас узнали.
Сколько лететь до Марса по времени в часах
Если лететь на самом быстрой ракете ПРС-1М, полет продлится 5 месяцев, или 3 650 часов. Но это не космическая ракета, поэтому для путешествия до Красной планеты она не подойдет. По расчетам физика Крейга Паттена, используя существующие сегодня космические аппараты, до Марса можно добраться за 9 месяцев, то есть за 6 570 часов.
Сколько километров лететь до Марса
Все зависит от того, в каком месте располагается Земля. Если наша планета находится точно между Солнцем и Марсом, расстояние составляет 55 миллионов километров. Если Земля и Марс максимально отдалены, расстояние между ними равно 86 миллионам километров.
Сколько световых лет до Марса
Обычно расстояние между объектами Солнечной системы оценивается в астрономических единицах (А.е.). Для Вселенной астрономическая единица — слишком малая мера измерения, поэтому по отношению ко всему космосу ученые используют другую меру, световые года. Расстояние, которое свет проходит за один год, равно 9460,73 миллиардам километрам. Минимальное возможное расстояние между Землей и Марсом, в свою очередь, составляет 55 миллионов километров. Исходя из этого получается, что расстояние между Землей и Марсом равняется 0.00000570776255707763 световым годам.
Не забудьте подписаться на наш Дзен-канал, сделайте это прямо сейчас!
Вот такой вот он — мир межпланетного туризма. Как вам такая перспективка, а? Уже готовы бронировать тур на Марс? Давайте это обсудим в нашем Telegram-чате.
🌟Сколько лететь до Марса?
Солнечная система
Полеты в космос и исследования далеких миров всегда интересовали человечество. Еще древнейшие цивилизации делали телескопы, изучали звездное небо, пытаясь найти в нем ответы на вопросы бытия. По небу ориентировались и в нем искали богов.
Чем дальше развивалось человечество, тем больше знаний оно обретало, и интерес к космосу продолжал расти. Посетив Луну, человек, конечно, захотел побывать и на самой близкой по характеристикам к Земле планете — Марс. А научное развитие — от карет до адронного коллайдера — за последние 150 лет заставляет людей всерьез задуматься о колонизации других миров.
Зачем лететь на Марс?
Красная планета — самый очевидный объект исследования для ученых. Главные цели путешествия — поиск внеземной жизни, более глубокое изучение планеты и ее истории, подготовка дальнейшей колонизации и развитие необходимых технологий.
Есть ли или была ли где-то, кроме Земли, жизнь — один из главных вопросов человечества. Марс же является идеальным местом для начала поиска, так как он наиболее схож с Землей.
Изучение геологии Марса, находясь на его поверхности, поможет лучше понять историю планеты. Пока Земля росла и формировалась, Марс уже проходил через серьезные климатические изменения и катаклизмы. Поэтому поняв Марс, мы лучше поймем и Землю.
Строение Марса
Путешествие на Красную планету даст необходимое понимание влияния космоса и межпланетных путешествий на человека. Это будет одним из важнейших шагов в истории человечества.
Сколько свет летит до Марса?
Поскольку планеты непрерывно вращаются вокруг Солнца, расстояние Марса до звезды и Земли постоянно меняется. Соответственно, и свет, отправленный из конкретной точки к планете в разное время, будет добираться разное количество времени.
Сначала разберемся, за сколько долетает свет, отправленный с Земли. Расстояние между планетами меняется в диапазоне от 55 до 400 млн км. На минимальной дистанции свет, имея скорость 299 792 км/с, доходит с Земли до Марса за 3 минуты, при максимальном – за 22 минуты.
Расстояние между Марсом и Солнцем составляет 227 990 000 км. Свет от звезды доходит до красной планеты примерно за 12 мин 40 с.
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.
Сколько километров лететь до Марса от Земли?
- Самое большое расстояние между Землей и Марсом планетами может быть 401 миллион км.
- Среднее расстояние — около 225 миллионов км.
- Самое близкое расстояние, на которое Марс может приблизиться к Земле, — 54,6 миллионов км.
Если брать идеальные условия и возможность разогнать космический корабль с людьми на борту со скоростью самого быстрого аппарата из когда-либо запущенных человечеством — “Новые Горизонты”, чья скорость достигала 58 тысяч км/ч, — то по прямой на путь потребуется всего 39 дней.
Сколько по времени лететь на Марс со скоростью самолета?
К примеру, если было бы возможно отправлять в межпланетные путешествия самолеты, то при средней скорости современных лайнеров в 1000 км/ч, путь до Марса занял бы более 22 тысяч дней.
Траектории полета
Стоит понимать, что Солнечная система обладает большим количеством гравитационных точек, поэтому запускать какие-либо объекты по прямой не представляется возможным. Необходимо максимально избегать притяжения Солнца, которое может запросто притянуть любой объект запущенный с Земли и уничтожить его. Поэтому были разработаны определенные траектории, по которым возможен полет до Красной планеты. Существует несколько основных путей, как добраться до Марса.
Траектории полета на Марс
Гомановская траектория
Этот метод заключается в запуске объекта навстречу небесному телу. Такой способ был разработан немецким инженером Вальтером Гоманом, который предложил отправлять аппараты против движения планеты. Но у данной траектории есть один значительный минус — требуется большое количество топлива для торможения.
Баллистический захват
Баллистический захват — это второй метод, который предлагает запуск аппаратов прямо по орбите Марса опять же навстречу движению, а торможение будет происходить за счет атмосферы. Такой метод требует больше времени для реализации.
Торможение атмосферой
Параболическая траектория
Параболическая траектория — самый сложный по техническим требованиям маршрут, но на его преодоление уйдет всего 80 дней. Такой метод потребует от космического корабля разогнаться до 16,7км/с, что равняется третьей космической скорости. Подобный маневр потребует в 4 раза больше топлива, чем первый метод, но из-за резкого сокращения времени путешествия сэкономить можно на питании и на средствах жизнеобеспечения экипажа.
Миссия туда-обратно
Перед организаторами первой миссии на Марс стоит сложнейшая проблема — не только отправить аппарат куда-то далеко, а вернуть его и обратно. Чем будет больше скорость корабля, тем меньше затрат потребуется. Минимальной для осуществления подобной операции скоростью считается отметка в 18 км/с.
Пилотируемый полет на Марс
Для перелета инженер Роберт Зубин предлагает использовать ядерные двигатели, которые потребуют от корабля взять с Земли 6 тонн водорода. А для пути назад — будет использован диоксид углерода, который несложно найти на Марсе. Воду можно будет расщеплять на кислород и водород, а последний преобразовывать в метан. Все эти процессы обеспечат астронавтов топливом для дороги домой.
При таких условиях путь будет длится примерно 9 месяцев, при этом 17 месяцев кораблю предстоит находиться на орбите Красной планеты, потому что необходимо снова поймать идеальное расположение двух небесных тел. Для сближения двух планет может понадобиться до 500 дней.
Отсюда делается следующий вывод — минимальный срок путешествия займет 33 месяца. Но не стоит забывать, что на данном этапе развития технологий астронавты получают серьезный вред здоровью, находясь на МКС по полгода. Так что для операции на Марс потребуется нечто совершенно иного уровня.
Сколько нужно топлива для полета на Марс?
Нужно понимать, что перед расчетами топлива следует максимально точно проложить маршрут космического корабля. Марс все время двигается вокруг Солнца, и инженерам нужно просчитать траекторию полета, место, где будет планета на момент прибытия. На основе этого определяется расстояние, которое пролетит корабль и топливо.
Космос является невероятно красивым местом, но при этом он бесконечно опасен для своих исследователей. Пока цивилизация в своей короткой истории освоения космоса научилась защищать астронавтов лишь в условиях относительно непродолжительных миссий, таких как нахождение на Международной космической станции (МКС) или путешествие на Луну, но перед ученными все еще стоят вопросы более сложных и продолжительных полетов.
Например, во время потенциальной миссии на Марс специальная программа НАСА предвидит пять главных опасностей для астронавтов. Эта программа изучает и разрабатывает новейшие способы защиты и оборудование, которое способно обезопасить будущих межпланетных путешественников.
Радиация
Почти все знают, что, подвергшись слишком сильному воздействию радиации, человек может серьезно повредить здоровье, но уровни опасного излучения, которое человек получает на Земле, ничто, если сравнивать с тем, с чем предстоит столкнуться первым путешественникам на Марс.
Космическая радиация – главное препятствие для межпланетных полетов
Космическое излучение гораздо более опасное, чем излучение, испытываемое людьми на Земле. Даже находясь на МКС, человек подвергается излучению в 10 раз более сильному, чем земное, хоть Земля, благодаря своему магнитному полю, и выступает щитом на пути радиации. Что же будет с людьми в открытом космосе — никто не знает.
Изоляция и заключение
Далеко не все опасности вытекают из потаенных уголков космоса. Психика человека — крайне хрупкий механизм. Ученым давно известно, что длительная изоляция приводит к перепадам настроения, нарушениям восприятия окружения, проблемам межличностного взаимодействия, а также может стать следствием серьезных нарушений сна. По оценкам НАСА изменение сознания людей при длительном нахождении в замкнутом помещении неизбежно. Поэтому отбор в подобное путешествие должен быть крайне жестким.
Расстояние от Земли
Если астронавты доберутся до Красной планеты, то они окажутся на самом далеком расстоянии от Земли, чем кто-либо до них. Если Луна находится на расстоянии 380 тысяч км от родной планеты, то Марс — на расстоянии 225 миллионов км. И это означает, что когда первые колонизаторы ступят на пески далекой нового мира — они должны будут быть максимально самодостаточными, потому что быстрой доставки с Земли им не стоит ожидать. Любой сигнал будет идти около 20 минут. Ученые до сих пор бьются над вопросами, касаемые груза, который будет необходим первым людям в таком путешествии.
Будущие колонии на Марсе
Гравитационные поля
На пути к Марсу колонизаторам придется столкнуться с тремя разными гравитационным полями: Земляная гравитация, отсутствие почти какого-либо притяжения в открытом космосе и Марс. Ученые до сих пор изучают влияние подобных перепадов на здоровье людей.
Враждебная среда и ограниченные пространства
По прикидкам ученых полет первых колонизаторов до Марса займет около 6 месяцев. Космос совсем не предназначен для жизни, поэтому от условий и качества корабля будут зависеть жизни людей. Поэтому инженерам придется добиться максимального комфорта для астронавтов, а также создать условия, постоянно подталкивающие быть позитивными и активными.
В заключении хочется привести предположения Великого русского ученого Константина Эдуардовича Циолковского об основных этапах освоения космоса.
Циолковский К.Э. Основные этапы освоения космоса
Марс является самой похожей на Землю планетой в Солнечной системе. А полет до него является возможным уже сегодня. Разрабатываются и совершенствуются проекты по колонизации загадочной планеты. Если цивилизация когда-нибудь и начнет свое освоение дальних миров, то Марс будет самым первым, несмотря на все трудности, что стоят перед инженерами и учеными.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.