Сколько лететь до марса?

Как далеко Марс от Солнца в перигелий и афелий

Среднее расстояние от Солнца до Марса составляет 228 млн. км. Но после Меркурия это вторая самая эксцентричная планета по орбите (0.0934) в Солнечной системе. А значит дистанция меняется от 206 700 000 км до 249 200 000 км. Средняя орбитальная скорость в 24 км/с приводит к тому, что на одно вращение оси уходит 687 дней. А день длится 24 часа, 39 минут и 35 секунд.

Также у планеты наблюдается длительное возрастание эксцентриситета. 19000 лет назад он был минимальным – 0.079, а через 24000 лет станет 0.105. Марсианская орбита снова будет максимально круглой через миллион лет.

Осевой наклон Марса

Наклон оси Марса близок к земному и достигает 25.19°. А значит, от планеты можно ожидать сезонных температурных колебаний. Конечно, там холоднее, но принцип остается.

Эксцентрическая марсианская орбита и осевой наклон вызывают примечательные сезонные колебания

Средняя температура опускается до -46°C, но может понижаться до -143°C и прогреться на 35°C. Так что в определенное время Марс даже теплее Земли.

Орбита и сезонные перемены

Перемены температуры и сезонов Красной планеты основаны на орбитальных изменениях. Эксцентричность говорит о том, что планета при удаленности от Солнца замедляет скорость движения и увеличивает ее поблизости.

Афелий совпадает с весной на территории северного полушария, из-за чего это наиболее длительное марсианское время года (7 месяцев). Лето – 6 месяцев, осень и зима – 5.3 и 4 месяцев.

Красная планета оказывается в перигелии, когда южное полушарие охвачено летом, а северное зимой. При афелии все наоборот.

Южно-полярная марсианская шапка, запечатленная в апреле 2000 года

На Марсе есть снег. В 2008 году Фениксу удалось отыскать водяной лед на полярных территориях. Ученые предсказывали его наличие, но никто не ожидал увидеть, как с облаков падает снег. Это привело к мысли, что ранее климат был теплым и влажным.

В 2012 MRO отметил, что на территории в виде снегопада выпадает двуокись углерода. Последние исследования также показывают, что 3.7 млрд. лет назад на поверхности было больше воды, чем в современном Атлантическом океане. Также Марс располагал жизнеспособной атмосферой.

Погодные шаблоны

Марс располагает системой погодных условий. Это отмечается в виде опасных пылевых бурь, которые периодически охватывают всю поверхность. Способны простираться на тысячи километров и окружают планету густым слоем. Когда они разрастаются, то могут перекрыть обзор поверхности.

Ученым удалось вычислить скорость потери воды благодаря компьютерному моделированию

Таким образом не повезло Маринеру-9 в 1971 году. Когда он послал свои первые снимки, то марсианская поверхность полностью укрылась бурей. Она была настолько массивной, что отыскать можно было лишь наивысшую гору Олимп.

В 2001 году за пылевой бурей следил телескоп Хаббл на территории бассейна Эллады. Она стала крупнейшей за 25 лет. Причем за ней могли наблюдать даже астрономы-любители.

Бури появляются чаще всего, когда планета приближается к звезде. Почва высыхает и пыль легче поднять. Эти бури заставляют температуру расти, из-за чего формируется собственный парниковый эффект.

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

Положение и движение Марса

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

Строение Марса

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

Поверхность Марса

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

Как лучше всего долететь до Марса

На счет, того сколько лететь до Марса по времени, существует несколько мнений, теорий и предположений и даже технических обоснований. Но в основном приняты несколько рабочих вариантов.

Первый вариант связан с тем, что лететь на Марс нужно по баллистической кривой, т.е по траектории, которая непосредственно связана с гравитационными характеристиками (полями) планет, звезд – Земли, Солнца и Марса (астродинамика), а также — сколько километров до Марса будет в момент оптимального сближения планет.

По этому варианту — космический аппарат с будущими марсианскими поселенцами должен следовать по орбите вокруг Солнца. Вернее сказать — по отрезку такой орбиты, имеющей форму эллипса и максимально приближающую к нашей звезде.

При скорости на уровне 1 -2 — й космической (от 7.5 до 12 км/сек) полет к Марсу по такой орбите займет примерно 150 -250 дней (земных суток).

Здесь нужно отметь, что с чисто практической точки зрения и частоты запуска космических аппаратов, этот вариант более предпочтителен с той позиции, что такие периоды (окна) для полета на Марс происходят каждые 2 года.

К тому же, это самый экономичный способ запуска, так как ракетный носитель должен разогнать космический аппарат до самой минимальной космической скорости. Все это позволило запустить к Марсу, начиная с 1960 годов, более 50 спутников и исследовательских станций.

Однако этот вариант полета к Марсу имеет свои недостатки, которые несколько нивелируют скорость и продолжительность полета к этой планете. Во-первых, аппарат, двигаясь даже по такой траектории, имеет довольно большую скорость и при подлете к планете — она будет составлять примерно 8-9 км/сек. Т.е нужно будет произвести дополнительные затраты энергии (топлива) на то, чтобы осуществить торможение и просто не разбить корабль о поверхность планеты.

Во-вторых, следование по такой траектории полета, максимально приближает аппарат к Солнцу, что крайне губительно для всего живого, что будет на борту такого космического корабля, и придется усиливать защиту против космического излучения.

Другой вариант доставки первой экспедиции на Марс является использование параболической траектории полета, благодаря которой время полета на Марс составляет всего каких-то 70 суток (земных).

Но для того чтобы отправить аппарат на такую траекторию полета придется его разогнать до 3-й космической скорости (более 2 км/сек), что потребует создания довольно мощной ракеты — ускорителя. Именно в связи с этим рассматривается проект запуска марсианских экспедиций не с Земли, а с лунной поверхности, для чего будут уже к 2020-2023 году создавать лунные станции или порты отправки экспедиций на красную планету.

Основное преимущество такого варианта состоит в том, что несмотря на столь существенные энергетические затраты на запуск, они могут быть компенсированы тем, что космонавты не будут подвержены сильному риску радиационного излучения и соответственно не нужно будет на корабле строить усиленную защиту от жесткого космического (рентгеновского) излучения.

Третий вариант — это отправка экспедиционных марсианских кораблей и полет человека на Марс по гиперболической траектории, когда срок полета к нему может составить всего 10 земных суток. Но тут нужно решить чисто технологический вопрос создания очень мощного ракетного ускорителя (двигателя), который бы смог разогнать аппарат до скоростей в несколько раз превышающих 20 км/сек.

Таким образом, имеется, как минимум, три варианта маршрута полета человека на Марс и каждый из них имеет свое время полета на планету, которое непосредственно зависит от технических и баллистических условий запуска.

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.

Основные опасности путешествия на Марс

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.

Интересный факт: Илон Маск, на которого возлагаются надежды по колонизации Марса, в интервью, которое он давал во время конференции ТЕД в 2015 год, заявил, что к концу своей жизни собирается закончить колонизацию так манящей планеты. Он собирается создать там целый город. На вопросы интервьюера, зачем Маску это все. Последний ответил: “Я не пытаюсь быть никаким спасителем человечества, я лишь стараюсь думать о будущем и не впадать в депрессию.” Напомним — все обещания, данные инженером на данной конференции, пока были выполнены.

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.

Предыстория

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

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

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

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

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

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

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

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

Кратеры на Марсе

На красной планете обнаружено много кратеров, которые являются ударными. Многие из них не претерпели никаких изменений с момента своего возникновения.

На Марсе нет дождя и тектонического движения плит. Его атмосфера менее плотная, чем земная, поэтому через нее могут проходить даже небольшие по размерам метеориты.

Несмотря на это, поверхность планеты в течение последних 2-3 млрд лет менялась. Здесь были мощные извержения вулканов, которые длились миллионы лет. Теперь же вулканическая активность не наблюдается. Планета находится в неизменном состоянии, в отличие от Земли, где двигаются литосферные плиты, извергаются вулканы, происходят землетрясения, цунами и т. п.

Общее количество

На поверхности планеты насчитываются сотни тысяч различных кратеров. 43 тыс. из них имеют диаметр свыше 5 км. Большинство из них носят имена астрономов и ученых.

Кратеры, размер поперечников которых составляет меньше 60 км, носят названия городов на Земле.

Согласно данным с различных космических аппаратов, северное полушарие Марса представляет собой 1 большой кратер. Он относится к Арктическому бассейну. Его предположительный диаметр может составлять более 10 тыс. км (40% окружности планеты).

Причины образования

Большая часть кратеров на красной планете образовались во время «бомбардировки» Солнечной системы.

По данным ученых она происходила 3,8-4,1 млрд лет назад. Этот период ознаменовался тем, что во время него почти на всех небесных телах Солнечной системы были сформированы кратеры. В качестве подтверждения приводятся исследования образцов с Луны. Они показывают, что большая часть пород была сформирована в этот период времени.

Причины этой бомбардировки не удалось доподлинно изучить. Астрономы связывают это с изменением орбит газовых гигантов, а также орбиты главного пояса астероидов и пояса Койпера.

Равнина Эллада — равнинная низменность ударного происхождения. Credit: photojournal.jpl.nasa.gov

Hellas planitia

Hellas Planitia является вторым по размеру ударным кратером во всей Солнечной системе. Находится он на Южном полушарии планеты. Его можно наблюдать с Земли при помощи телескопа. Он напоминает большое белое пятно. Второе его название — равнина Эллада. Максимальная глубина достигает 9 км, протяженность — 2300 км. На этом участке можно обнаружить разные формы рельефа, как возвышенности, так и впадины. Основной особенностью равнины выступает наличие морщинистых хребтов. Подобный рельеф встречается и на поверхности Луны.

Предположительно она образовалась в результате падения крупного астероида во время формирования Солнечной системы.

Mars One и другие проекты

Есть 5 основных проектов полета человека на Марс:

Mars One. Не менее известный проект, руководителем которого является Бас Лансдорп. А одной из известных личностей, которая поддерживала эту задумку, был Герард Хоофт, очень уважаемый ученый, обладатель Нобелевской премии. Они планировали построить на Марсе колонию, поселить туда людей и показывать и жизнь по телевизору. Это было бы самым рейтинговым телешоу в истории человечества! Но в начале 2019 года проект был закрыт из-за банкротства Mars One Ventures, компании, которая занималась ним. Возможно, в будущем она еще возродится.

Колония Mars One, которая так и не была построена

  • Inspiration Mars Foundation. Еще один интересный проект, который может состояться уже очень скоро. Деннис Тито планирует отправить пилотируемую экспедицию на Марс, которая не будет садиться на планету, а просто облетит вокруг нее. Все это должно произойти в январе 2020 – как раз, когда будет следующая «оппозиция».
  • Это довольно секретный проект, о котором в интернете дается немного информации. Известно, что сейчас создается марсоход и свой спутник связи. Также пишут, что сначала хотят отправить на «красную планету» робота, который проведет определенные исследовательские работы. Когда отправят человека, неизвестно.
  • Hundred-Year Starship. Наконец, проект и от NASA. Согласно условиям проекта, компания планирует отправить на Марс людей на безвозвратной основе. Они будут колонизировать ближайшую к нам планету. Люди из НАСА планируют совершить свой первый полет в 2030 году.

Также о своих планах в свое время заявляли Китай, Россия и некоторые другие страны. Но никакой конкретики у них не было. Получается, на данный момент Илон Маск и его SpaceX – это наиболее реальный претендент на то, чтобы первым посадить человека на Марс. Со временем к ним подтянутся и другие компании, в частности NASA. А представители Inspiration Mars Foundation могут первыми увидеть «красную планету» своими глазами!

Основные характеристики Марса

Наименование параметров Количественные показатели
Среднее расстояние до Солнца 227,9 млн. км
Минимальное расстояние до Солнца 206,7 млн. км
Максимальное расстояние до Солнца 249,1 млн. км
Диаметр экватора 6786 км (Марс почти вдвое меньше Земли по размерам — его экваториальный диаметр составляет ~53 % земного)
Средняя орбитальная скорость вращения вокруг Солнца 24,1 км/с
Период вращения вокруг собственной оси (Сидерический экваториальный период вращения) 24ч 37 мин 22,6 с
Период обращения вокруг Солнца 687 сут
Известные естественные спутники 2
Масса (Земля = 1) 0,108 (6,418×1023 кг )
Объём (Земля = 1) 0,15
Средняя плотность 3,9 г/см³
Средняя температура поверхности минус 50°С (перепад температур составляетот −153 °C на полюсе зимой и до +20 °C на экваторе в полдень)
Наклон оси 25°11′
Наклон орбиты по отношению к эклиптике 1°9′
Давление на поверхности (Земля = 1) 0,006
Состав атмосферы СО2 — 96%, N — 2,7%, Ar — 1,6%, O2 — 0,13%, H2O (пары) — 0,03%
Ускорение свободного падения на экваторе 3,711 м/с² (0,378 земного)
Параболическая скорость 5,0 км/с (для Земли 11,2 км/с)

Из таблицы видно, с какой высокой точностью определены основные параметры планеты Марс. Это не вызывает удивления, если иметь ввиду,
что для астрономических наблюдений и исследований теперь используются самые современные научные методы и высокоточная аппаратура. Но совсем с другим
чувством мы относимся к таким фактам из истории науки, когда учёные прошлых веков, часто не имевшие в своём распоряжении никаких астрономических приборов,
кроме самых простых телескопов с небольшим увеличением (максимум в 15-20 раз), производили точные астрономические вычисления и даже открывали законы движения небесных тел.

Для примера вспомним, что итальянский астроном Джандоменико Кассини уже в 1666 году (!) определил время вращения планеты Марс вокруг своей
оси. Его вычисления дали результат 24 часа 40 минут. Сравните этот результат с периодом вращения Марса вокруг своей оси, определённым с помощью современных
технических средств (24 часа 37 мин. 23 секунды). Нужны ли тут наши комментарии?

Или такой пример. Иоганн Кеплер в самом начале XVII века открыл законы движения планет, не
располагая ни точными астрономическими приборами, ни математическим аппаратом для вычисления площадей таких геометрических фигур как эллипс и овал. Страдая от
дефекта зрения, он проводил точнейшие астрономические измерения.

Подобные примеры показывают большое значение активности и воодушевления в науке, а также преданности делу, которому человек служит.

Ссылка на основную публикацию