Ця стаття спочатку з’явилася в журналі «Космічний журнал» у липні 2012 року, але вона була оновлена відповідним відео.
Планета Марс - один з найяскравіших об’єктів на нічному небі, легко помітний неозброєним оком як яскраво-червона зірка. Кожні два роки або близько того, Марс і Земля досягають своєї найближчої точки, званої "опозицією", коли Марс може бути на відстані 55 000 000 км від Землі. І кожні два роки космічні агенції користуються цим орбітальним вирівнюванням, щоб відправити космічний корабель на Червону планету. Скільки часу потрібно, щоб дістатися до Марса?
Загальний час подорожі від Землі до Марса займає від 150 до 300 днів, залежно від швидкості запуску, вирівнювання Землі та Марса та тривалості шляху, яку космічний апарат здійснює, щоб досягти своєї мети. Це дійсно просто залежить від того, скільки палива ви готові спалити, щоб потрапити туди. Більше палива, коротший час у дорозі.
Історія відправи на Марс:
Першим космічним кораблем, який здійснив подорож від Землі до Марса, був Mariner 4 NASA, який запустився 28 листопада 1964 року і прибув на Марс 14 липня 1965 року, успішно зробивши серію з 21 фотографії. Загальний час польоту Mariner 4 склало 228 днів.
Наступною успішною місією на Марс був Mariner 6, який підірвався 25 лютого 1969 р. І досяг планети 31 липня 1969 року; час польоту всього 156 днів. Успішному Mariner 7 було потрібно лише 131 день, щоб здійснити подорож.
Перший космічний корабель «Марінер 9», який успішно вийшов на орбіту навколо Марса, запустився 30 травня 1971 року і прибув 13 листопада 1971 року тривалістю 167 днів. Це та сама картина, яка трималася протягом майже 50 років дослідження Марса: приблизно 150-300 днів.
Ось ще кілька прикладів:
- Вікінг 1 (1976) - 335 днів
- Вікінг 2 (1976) - 360 днів
- Марський розвідувальний орбіт (2006) - 210 днів
- Phoenix Lander (2008) - 295 днів
- Цікавість Ландера (2012) - 253 дні
Чому це займає так довго ?:
Якщо врахувати той факт, що до Марса всього 55 мільйонів км, а космічний корабель проїжджає понад 20 000 км / годину, можна було б очікувати, що космічний апарат здійснить подорож приблизно за 115 днів, але це займе набагато більше часу. Це тому, що і Земля, і Марс орбітують навколо Сонця. Ви не можете прямо вказувати на Марс і починати стріляти з ракет, адже до того моменту, як Ви вже потрапили, Марс уже рухався б. Натомість космічний апарат, запущений із Землі, потрібно вказати куди Марс буде.
Інше обмеження - пальне. Знову ж таки, якщо у вас була необмежена кількість пального, ви направляєте космічний корабель на Марс, вистрілюйте ракети на півдорозі подорожі, а потім повертайтеся і сповільнюйте протягом останньої половини шляху. Ви можете скоротити час подорожі до частки поточної норми - але вам буде потрібно неможлива кількість палива.
Як дістатися до Марса з найменшою кількістю палива:
Основна проблема інженерів полягає в тому, як дістати космічний корабель на Марс за найменшою кількістю палива. Роботам не дуже важливо вороже середовище космосу, тому є сенс максимально знизити витрати на запуск ракети.
Інженери NASA використовують метод подорожі, який називають орбітою перенесення Гомана - або орбітою мінімальної передачі енергії, - щоб відправити космічний корабель із Землі на Марс з якомога меншою кількістю палива. Методику вперше запропонував Вальтер Гоман, який опублікував перший опис маневру в 1925 році.
Замість того, щоб направляти свою ракету прямо на Марс, ви збільшуєте орбіту свого космічного корабля, щоб він рухався за великою орбітою навколо Сонця, ніж Земля. Врешті-решт орбіта буде перетинати орбіту Марса - в той самий момент, що там теж Марс.
Якщо вам потрібно запустити з меншою кількістю палива, вам просто потрібно більше часу, щоб підняти орбіту і збільшити подорож до Марса.
Інші ідеї скорочення часу подорожі до Марса:
Хоча вимагає певного терпіння чекати, коли космічний корабель проїде 250 днів, щоб досягти Марса, ми можемо захотіти зовсім іншого способу приведення в рух, якщо ми відправлятимемо людей. Космос - це вороже місце, і випромінювання міжпланетного космосу може становити довгостроковий ризик для здоров'я космонавтів людини. Космічні промені фону наносять постійний заряд радіації, що викликає рак, але існує більший ризик масивних сонячних штормів, які можуть вбити незахищених космонавтів за кілька годин. Якщо ви можете скоротити час подорожі, ви скорочуєте кількість часу, котрому космонавти отримують радіацію, і мінімізуєте кількість запасів, необхідних для перевезення у зворотній шлях.
Іти ядерно:
Одна ідея така ядерні ракети, який нагріває робочу рідину - як водень - до інтенсивних температур в ядерному реакторі, а потім видуває її з ракетної насадки з великими швидкостями для створення тяги. Оскільки ядерне паливо набагато енергетичніше, ніж хімічні ракети, ви можете отримати більшу швидкість тяги при меншій кількості палива. Запропоновано, щоб ядерна ракета могла скоротити час подорожі до приблизно 7 місяців
Магнітний:
Ще одна пропозиція - це технологія, яка називається Змінна специфічна імпульсна магнітоплазма (або VASIMR). Це електромагнітний штовхач, який використовує радіохвилі для іонізації та нагрівання пального. Це створює іонізований газ, який називається плазмою, який може бути магнітно витіснений ззаду космічного корабля з великими швидкостями. Колишній космонавт Франклін Чанг-Діас є першопрохідником розвитку цієї технології, і, як очікується, буде встановлений прототип на Міжнародній космічній станції, щоб допомогти їй зберегти висоту над Землею. Під час місії на Марс ракета VASIMR могла скоротити час подорожі до 5 місяців.
Перейти проти антиматерії:
Можливо, однією з найбільш екстремальних пропозицій було б скористатися антиматеріальна ракета. Антиматерія, створена в прискорювачах частинок, є найгустішим паливом, яке ви могли використовувати. Коли атоми речовини зустрічаються з атомами антиматерії, вони перетворюються на чисту енергію, як це передбачає відоме рівняння Альберта Ейнштейна: E = mc2. Для запуску місії людини на Марс всього за 45 днів знадобиться 10 міліграмів антиматерії. Але тоді виготовлення навіть тієї мізерної кількості антиматерії коштуватиме близько 250 мільйонів доларів.
Майбутні місії на Марс:
Незважаючи на те, що для скорочення часу подорожі до Марса запропоновано деякі неймовірні технології, інженери будуть використовувати перевірені і справжні методи слідування мінімальним орбітам передачі енергії за допомогою хімічних ракет. Місія НАСА MAVEN запуститься в 2013 році за допомогою цієї методики, а також місії ESA ExoMars. Минуло б кілька десятиліть, перш ніж інші методи стануть загальними методами.
Дослідження далі:
Інформація про міжпланетні орбіти - НАСА
7 хвилин терору - виклик приземлення на Марсі
Пропозиція NASA щодо ядерного ракетного двигуна
Трансферні орбіти Гомана - Державний університет Айови
Мінімальні трансфери та міжпланетні орбіти
Новий і вдосконалений космічний корабель для місій на Марсі - НАСА
Астрономія в ролях Епізод 84: Обхід Сонячної системи
Пов'язані історії з космічного журналу:
Подорож на Марс всього за 39 днів
Одностороння місія на Марс
Чи можна місію людини на Марс комерційно фінансувати?
Як MSL перейде на Марс? Дуже обережно
Дешеве рішення - як дістатися до Марса?
Чому так багато місій на Марс не вдалося?
Ця стаття спочатку з’явилася в журналі «Космічний журнал» у липні 2012 року, але вона була оновлена відповідним відео.
Podcast (аудіо): Завантажити (Тривалість: 3:17 - 3.0MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (відео): Завантажити (75,6MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
