I voli per Marte sono nel prossimo futuro. Quanto tempo per volare su Marte Quanto tempo per volare su Marte dalla terra

I voli spaziali interessano l’umanità da decenni e centinaia di anni. Nei tempi antichi, le persone utilizzavano semplici telescopi per studiare il cielo alla ricerca di risposte sulla vita terrena. Dopo l'esplorazione della Luna con la navicella spaziale, Marte ha catturato le menti dell'umanità. I principali progettisti spaziali si pongono domande su come calcolare la traiettoria di volo ottimale e per quanto tempo volare su Marte.

Marte è un pianeta del sistema solare, uno dei primi scoperti dall'umanità. Credito: versione.info.

Distanza da Marte

Il Pianeta Rosso è il secondo più lontano dalla Terra. La distanza tra Marte e la Terra varia da 55 milioni a 400 milioni di km.

La luce viaggia su Marte in 3-22 minuti luce. Dipende dalla posizione dei pianeti in orbita. Nel 1964 gli Stati Uniti lanciarono la sonda Mariner 4, che raggiunse Marte in 228 giorni. Ha scattato 21 fotografie e le ha inviate sulla Terra. Nel 1969, il Mariner 6 raggiunse il Pianeta Rosso in 155 giorni. Il satellite artificiale ha studiato lo stato dell'atmosfera e ha misurato la temperatura superficiale. Come risultato dei voli successivi, furono create le mappe di Marte.

Il Viking 1 atterrò sulla superficie 304 giorni dopo il lancio. La navicella spaziale, chiamata Viking 2, raggiunse la sua destinazione finale dopo 333 giorni. Sono state scattate più di 16.000 fotografie a colori. I voli verso Marte dalla Terra continuano nel 21° secolo. Tra i veicoli spaziali domestici vale la pena menzionare Mars-1, che ha percorso milioni di chilometri in 230 giorni. Le durate dei voli sono indicate in un'unica direzione.

Tempo di volo medio

Il tempo di viaggio non dipende dai progressi tecnologici. Per determinarlo, è necessario eseguire calcoli matematici complessi e analisi delle orbite dei corpi celesti. Se si considera la distanza media tra i pianeti pari a 225 milioni di km, volando alla velocità media di un aereo (1000 km/h), il volo durerà 22.000 giorni. Sono più di 60 anni. Ma puoi utilizzare la navicella spaziale più veloce, che coprirà la distanza in 39 giorni. La sua velocità raggiunge i 58.000 km/h.

Non esiste un unico percorso e tempo per superarlo. Nel corso di un anno, tutti i pianeti occupano posti diversi nelle loro orbite, il che cambia la distanza tra loro. Un volo su Marte alla velocità della luce (oltre 299 milioni di km/h) richiederà dai 3 ai 22 minuti. Tuttavia, la nave più veloce, la Voyager-1, è in grado di viaggiare ad una velocità di 62.140 km/h e non è adatta al trasporto di passeggeri.

I voli su Marte sono missioni di ricerca condotte a partire dagli anni '60 del XX secolo senza equipaggio utilizzando rover e stazioni orbitali. Credito: versione.info.

Un razzo moderno può raggiungere velocità fino a 8350 km/h. A questo ritmo, la durata del volo sarà di 6586 ore. Si tratta di circa 274 giorni alla distanza minima di Marte dalla Terra. Alla distanza massima, la durata del viaggio durerà fino a 5,47 anni. A questo periodo bisogna aggiungere il tempo per il rientro degli astronauti.

Una persona è in grado di volare?

Gli organizzatori della missione si trovano ad affrontare il problema di inviare la nave lì e restituirla. Più veloce vola, meglio è. La velocità minima dovrebbe essere di 18.000 km/h. Se prendiamo in considerazione il periodo di convergenza planetaria, che dura circa 500 giorni, ci vorranno almeno 33 mesi terrestri per viaggiare su Marte. Ci sono pericoli che attendono i viaggiatori spaziali lungo il percorso:

• radiazione;
• isolamento;
• lunghezza del percorso;
• campi gravitazionali;
• spazio limitato, ecc.

Le radiazioni cosmiche causano gravi danni alla salute umana. Nessuno può prevedere i risultati della sua influenza. L'isolamento per lungo tempo porta a disturbi del sonno, cambiamenti nel comportamento e nelle relazioni tra i partecipanti alla spedizione spaziale.

Lo spazio non è un luogo in cui le persone possano vivere. Ci vuole molto impegno per creare condizioni confortevoli sulla nave. Il dispositivo coprirà metà della distanza alla massima velocità possibile, quindi inizierà a frenare per ottenere un atterraggio morbido.

Una volta sulla superficie del Pianeta Rosso, l'astronave non può aspettare un rapido aiuto dalla Terra. Le conseguenze dell'influenza della gravità terrena, cosmica e aliena sul corpo non sono ancora state studiate.

Una persona riceverà un'enorme dose di radiazioni sulla strada per Marte. Credito: discover24.ru

Un'altra difficoltà dell'essere umano su Marte è mancanza d'aria. L'atmosfera del Pianeta Rosso contiene il 96% di anidride carbonica, quindi è necessario muoversi sempre con un autorespiratore. Frequenti tempeste di sabbia possono distruggere le attrezzature e gli alloggi dei terrestri e uccidere gli stessi astronauti. Diverse malattie ancora sconosciute rappresentano una minaccia.

Consumo di carburante

Gli ingegneri propongono di volare su dispositivi con motori nucleari. Richiedono idrogeno nella quantità di 6 tonnellate. Nel viaggio di ritorno è previsto l'utilizzo dell'anidride carbonica, disponibile sul Pianeta Rosso. L'acqua viene scissa in idrogeno e ossigeno, che vengono utilizzati per la respirazione e la produzione di metano. Molte sfumature rendono difficile calcolare con precisione la quantità di carburante necessaria per un viaggio.

Interessante è l’idea di riscaldare e ionizzare il carburante utilizzando le onde radio. Il risultato del processo è il plasma. È più economico del combustibile nucleare.

L’antimateria è un nuovo tipo di carburante per i viaggi interstellari. La velocità della navicella spaziale si sviluppa quasi al livello della luce, sebbene non esistano ancora dispositivi simili. Secondo i calcoli, un viaggio su Marte richiederebbe circa 10 mg di antimateria (per un valore di oltre 240 milioni di dollari).

Traiettorie di volo accettabili

Ci sono molti punti gravitazionali nel sistema solare con cui non è possibile entrare in collisione. Pertanto, sono state sviluppate traiettorie di volo sicure verso il Pianeta Rosso:

• ellittico (Homanovsky);
• parabolico;
• iperbolico.

La traiettoria di volo è calcolata in modo che la navicella spaziale non sia diretta direttamente verso il pianeta, ma verso un punto che raggiungerà dopo un certo periodo di tempo. Credito: mks-onlain.ru.

La traiettoria di Hohmann è stata sviluppata da Walter Hohmann, un ingegnere tedesco. La nave viene lanciata contro il movimento della Terra. L'utilizzo di questo metodo è caratterizzato dal consumo di una grande quantità di carburante per la frenata. La cattura balistica è un metodo per lanciare veicoli spaziali verso Marte nella sua orbita. La frenata avviene a causa della resistenza atmosferica.

La traiettoria parabolica è un percorso difficile ma breve. Si supera in 80 giorni quando la nave si muove alla 3a velocità cosmica (16,7 km/h). Per la manovra è necessario più carburante; il risparmio deriva da una durata del volo più breve: i costi per il cibo e il funzionamento dei sistemi di supporto vitale sono ridotti.

La traiettoria di volo iperbolica è la rotta più breve per una missione spaziale. Con un tale volo, il tempo di esposizione degli astronauti alle radiazioni cosmiche viene ridotto. Per ora, questo viaggio è impossibile, perché... sono in fase di sviluppo astronavi che viaggiano a velocità iperboliche.

È il secondo pianeta più vicino alla Terra nel Sistema Solare dopo Venere. A causa del suo colore rossastro, il pianeta ha ricevuto il nome del dio della guerra. Alcune delle prime osservazioni telescopiche (D. Cassini, 1666) dimostrarono che il periodo di rotazione di questo pianeta è vicino al giorno terrestre: 24 ore e 40 minuti. Per fare un confronto, l'esatto periodo di rotazione della Terra è di 23 ore 56 minuti e 4 secondi e per Marte questo valore è di 24 ore 37 minuti e 23 secondi. I miglioramenti nei telescopi hanno reso possibile la scoperta delle calotte polari su Marte e l'inizio della mappatura sistematica della superficie di Marte.

Alla fine del XIX secolo, le illusioni ottiche diedero origine all'ipotesi che su Marte esistesse una vasta rete di canali, creati da una civiltà altamente sviluppata. Queste ipotesi coincisero con le prime osservazioni spettroscopiche di Marte, che scambiarono le linee dell'ossigeno e del vapore acqueo dell'atmosfera terrestre per le linee dell'atmosfera marziana.

Di conseguenza, l’idea di una civiltà avanzata su Marte divenne popolare tra la fine del XIX secolo e l’inizio del XX secolo. Gli esempi più sorprendenti di questa teoria sono stati i romanzi di finzione "La guerra dei mondi" di G. Wales e "Aelita" di A. Tolstoy. Nel primo caso, i bellicosi marziani hanno tentato di catturare la Terra con l'aiuto di un cannone gigante, che ha sparato cilindri con forze di sbarco verso la Terra. Nel secondo caso, i terrestri utilizzano un razzo a benzina per viaggiare su Marte. Se nel primo caso il volo interplanetario dura diversi mesi, nel secondo si parla di 9-10 ore di volo.

La distanza tra Marte e la Terra varia notevolmente: da 55 a 400 milioni di km. Tipicamente, i pianeti si incontrano una volta ogni 2 anni (opposizioni ordinarie), ma a causa del fatto che l'orbita di Marte ha una grande eccentricità, gli avvicinamenti più ravvicinati (grandi opposizioni) si verificano ogni 15-17 anni.

Dalla tabella si vede chiaramente che le grandi opposizioni differiscono per il fatto che l’orbita della Terra non è circolare. A questo proposito vengono evidenziati gli scontri più grandi, che si verificano circa una volta ogni 80 anni (ad esempio, nel 1640, 1766, 1845, 1924 e 2003). È interessante notare che le popolazioni dell’inizio del 21° secolo furono testimoni del più grande confronto degli ultimi millenni. Al momento dell’opposizione del 2003, la distanza tra la Terra e Marte era di 1.900 km inferiore rispetto al 1924. D'altra parte, si ritiene che il confronto del 2003 sia stato minimo negli ultimi 5mila anni.

Le grandi opposizioni hanno giocato un ruolo importante nella storia dell'esplorazione di Marte, poiché hanno permesso di ottenere le immagini più dettagliate di Marte e anche di semplificare i viaggi interplanetari.

All'inizio dell'era spaziale, la spettroscopia infrarossa terrestre aveva ridotto significativamente le possibilità di vita su Marte: è stato stabilito che il componente principale dell'atmosfera è l'anidride carbonica e il contenuto di ossigeno nell'atmosfera del pianeta è minimo. Inoltre, è stata misurata la temperatura media del pianeta, che si è rivelata paragonabile alle regioni polari della Terra.

Primo radar di Marte

Gli anni '60 del XX secolo furono segnati da progressi significativi nello studio di Marte, dall'inizio dell'era spaziale, nonché dalla possibilità di rilevamento radar di Marte. Nel febbraio 1963, in URSS, utilizzando il radar ADU-1000 ("Plutone") in Crimea, composto da otto antenne da 16 metri, fu effettuata con successo la prima localizzazione radar di Marte. In questo momento il pianeta rosso si trovava a 100 milioni di km dalla Terra. Il segnale radar è stato trasmesso a una frequenza di 700 megahertz e il tempo di transito totale dei segnali radio dalla Terra a Marte e ritorno è stato di 11 minuti. Il coefficiente di riflessione sulla superficie di Marte si è rivelato inferiore a quello di Venere, anche se a volte ha raggiunto il 15%. Ciò ha dimostrato che su Marte esistono aree orizzontali lisce di dimensioni superiori a un chilometro.

Possibili traiettorie di volo verso Marte

Il volo in linea retta verso Marte è impossibile, poiché la traiettoria di qualsiasi veicolo spaziale sarà influenzata dall'influenza gravitazionale del Sole. Pertanto, sono possibili tre opzioni di traiettoria: ellittica, parabolica e iperbolica.

Traiettoria di volo ellittica (Homan) verso Marte

La teoria della traiettoria di volo più semplice verso Marte (ellittica), che ha un consumo minimo di carburante, fu sviluppata nel 1925 dallo scienziato tedesco Walter Hohmann. Sebbene questa traiettoria sia stata proposta indipendentemente dagli scienziati sovietici Vladimir Vetchinkin e Friedrich Zander, la traiettoria è ora ampiamente conosciuta come traiettoria di Hohmann.

Infatti, questa traiettoria rappresenta un mezzo segmento di un'orbita ellittica attorno a , il cui pericentro (il punto dell'orbita più vicino al Sole) si trova vicino al punto di partenza (pianeta Terra), e l'apocentro (il punto più distante dell'orbita dal Sole) vicino al punto di arrivo (pianeta Marte). Per passare alla più semplice traiettoria di volo Hohmann verso Marte, è necessario un aumento della velocità del satellite vicino alla Terra di 2,9 km al secondo (superando la seconda velocità cosmica).

Le finestre più favorevoli per un volo su Marte dal punto di vista balistico si verificano circa una volta ogni 2 anni e 50 giorni. A seconda della velocità iniziale del volo dalla Terra (da 11,6 km al secondo a 12 km al secondo), la durata del volo su Marte varia da 260 a 150 giorni. La diminuzione del tempo di volo interplanetario avviene non solo a causa di un aumento della velocità, ma anche di una diminuzione della lunghezza dell'arco dell'ellisse della traiettoria. Ma allo stesso tempo aumenta la velocità di incontro con il pianeta Marte: da 5,7 a 8,7 km al secondo, il che complica il volo con la necessità di ridurre in sicurezza la velocità: ad esempio per entrare nell'orbita marziana o atterrare sulla superficie di Marte .

Esempi di durata del volo verso Marte lungo una traiettoria ellittica

Nel corso dei 60 anni dell'era spaziale, furono inviate su Marte 50 missioni spaziali di sonde automatiche (di cui 2 erano dispositivi che utilizzavano Marte solo per il volo gravitazionale - "Down" e "Rosetta"). Solo 34 sonde spaziali su cinquanta sono state in grado di intraprendere la traiettoria di volo interplanetario verso Marte. Durata del volo su Marte per queste sonde (sono incluse anche le missioni fallite più famose):

• “Mars-1” - 230 giorni (perdita di comunicazione al 140° giorno di volo)
• "Mariner-4" - 228 giorni
• “Zond-2” - 249 giorni (perdita di comunicazione il 154esimo giorno del volo)
• Marinaio 5 - 156 giorni
• "Mariner-6" - 131 giorni

x) 2x “Mars-69” - 180 giorni (incidente LV)

• “Marte-2” - 191 giorni
• "Marte-3" - 188 giorni
• "Mariner-9" - 168 giorni
• "Marte-4" - 204 giorni
• "Marte-5" - 202 giorni
• "Marte-6" - 219 giorni
• "Marte-7" - 212 giorni
• “Viking-1” - 304 giorni
• "Viking-2" - 333 giorni
• “Phobos-1” - 257 giorni (perdita di comunicazione il 57° giorno di volo)
• "Phobos-2" - 257 giorni
• “Mars Observer” - 333 giorni (perdita di comunicazione al 330° giorno di volo)

x) “Mars-96” - 300 giorni (incidente RB)

18) "Mars Pathfinder" - 212 giorni

19) “Mars Global Server” - 307 giorni

20) “Nozomi” (1° tentativo) - 295 giorni

20) “Nozomi” (2° tentativo) - 178 giorni (perdita di comunicazione il 173° giorno del volo)

21) “Mars Clymed Orbiter” - 286 giorni

22) “Mars Polar Lander” - 335 giorni

23) “Mars Odyssey 2001” - 200 giorni

24) “Spirito” - 208 giorni

25) “Opportunità” - 202 giorni

26) “Mars Express” - 206 giorni

27) MRO - 210 giorni

28) “Fenice” - 295 giorni

29) “Curiosità” - 250 giorni

x) “Mars Phobos Grunt” - 325 giorni (rimasto nell'orbita terrestre bassa)

30) MAVEN - 308 giorni

31) MAMMA - 298 giorni

32) “ExoMars 2016” - 219 giorni

Come si può vedere da questo elenco, il volo più breve verso Marte è stato il volo del piccolo veicolo di sorvolo Mariner 6 (412 kg) nel 1969: 131 giorni. I voli più lunghi sono stati effettuati dalle missioni orbitali e di atterraggio “Mars Polar Lander” (335 giorni), “Mars Observer” e “Viking-2” (333 giorni ciascuna). Ovviamente, queste missioni erano al limite delle capacità dei missili esistenti. Lo stesso lungo volo (11 mesi) avrebbe dovuto essere effettuato dalla missione russa “Mars Phobos Soil” al ritorno con il Phobos Soil sulla Terra.

Missione "Phobos-Grunt"

La missione Mars Phobos Ground è stata il primo tentativo di testare un volo su Marte e ritorno. La durata di tale volo avrebbe dovuto essere di 2 anni e 10 mesi. Progetti simili furono sviluppati in URSS negli anni '70 del XX secolo, solo che prevedevano la consegna del suolo non dalla superficie di Phobos, ma dalla superficie di Marte. A questo proposito, hanno previsto l'uso di un razzo super pesante N1 o di due lanci di un veicolo di lancio pesante Proton.

Inoltre si segnalano i lunghi voli tra la Terra e Marte, effettuati da due sonde per studiare piccoli oggetti: Dawn (509 giorni) e Rosetta (723 giorni).

Condizioni per viaggiare su Marte

Le condizioni dello spazio interplanetario sulla traiettoria di volo verso Marte sono tra le più studiate tra le diverse regioni dello spazio interplanetario nel Sistema Solare. Già il primo volo interplanetario tra la Terra e Marte, effettuato dalla stazione sovietica “Mars-1” nel 1962-1963, dimostrò la presenza di sciami meteorici: il rilevatore di micrometeoriti della stazione registrava impatti di micrometeoriti ogni 2 minuti a una distanza di 20-40 milioni di km dalla Terra. Inoltre, le misurazioni della stessa stazione hanno permesso di misurare l'intensità dei campi magnetici nello spazio interplanetario: 3-9 nanoTesla.

Poiché esistono numerosi progetti per il volo umano su Marte, le misurazioni della radiazione cosmica nello spazio interplanetario svolgono un ruolo speciale in tale ricerca. Per fare ciò, a bordo del più avanzato rover su Marte (“Curiosity”) è stato installato un rilevatore di radiazioni ambientali (RAD). Le sue misurazioni hanno dimostrato che anche un breve volo interplanetario rappresenta un grande pericolo per la salute umana.

Un esperimento ancora più interessante per studiare l'influenza delle condizioni di un lungo volo interplanetario sugli organismi viventi avrebbe dovuto svolgersi nell'ambito della fallita missione russa Mars-Phobos-Grunt. Il veicolo di ritorno, oltre ai campioni di terreno, trasportava un modulo LIFE da 100 grammi contenente dieci diversi microrganismi. L'esperimento avrebbe dovuto consentire di valutare l'influenza dell'ambiente interplanetario durante un volo spaziale di tre anni.

Studiare la possibilità del volo umano su Marte

Parallelamente ai primi tentativi di lancio di sonde automatiche su Marte dal 1960, in URSS e negli Stati Uniti furono sviluppati progetti per un volo con equipaggio su Marte con l'obiettivo di lancio nel 1971. Questi progetti si distinguevano per la massa della nave interplanetaria di centinaia di tonnellate e per la presenza di un compartimento speciale con un alto livello di protezione dalle radiazioni cosmiche, dove l'equipaggio doveva rifugiarsi durante i brillamenti solari. L’energia elettrica per tali navi dovrebbe provenire da reattori nucleari o da pannelli solari molto grandi. In preparazione a tali voli, sono stati condotti esperimenti a terra per isolare le persone (“Mars-500” e siti di test marziani nell’Artico canadese, Hawaii, ecc.) ed esperimenti per creare biosfere chiuse (“BIOS” e “Biosphere-2 ”). Come si può vedere dal nome dell'esperimento “Mars-500”, esiste la possibilità di volare su Marte in circa 500 giorni, ovvero 2 volte in meno rispetto allo schema classico (2-3 anni).

Come si può vedere, rispetto allo schema classico, il tempo di permanenza nel sistema di Marte in questo caso si riduce da 450 a 30 giorni.

Traiettoria di volo parabolica verso Marte

Nel caso di un volo verso Marte lungo una traiettoria parabolica, la velocità iniziale della navicella dovrebbe essere pari alla terza velocità di fuga: 16,7 km al secondo. In questo caso, il volo tra la Terra e Marte durerà solo 70 giorni. Ma allo stesso tempo, la velocità di incontro con il pianeta Marte aumenterà fino a 20,9 km al secondo. La velocità della navicella rispetto al Sole durante il volo parabolico diminuirà da 42,1 km al secondo vicino alla Terra a 34,1 km al secondo vicino a Marte.

Ma allo stesso tempo, i costi energetici per l'accelerazione e la decelerazione aumenteranno di circa 4,3 volte rispetto al volo lungo una traiettoria ellittica (Homan).

L’importanza di tali voli sta crescendo a causa delle forti radiazioni nello spazio interplanetario. Sebbene il volo parabolico richieda più carburante, dall'altro riduce i requisiti di protezione dalle radiazioni e la quantità di ossigeno, acqua e cibo per l'equipaggio del veicolo spaziale. Le traiettorie paraboliche rientrano in un intervallo molto ristretto, quindi è molto più interessante considerare l'ampio intervallo di traiettorie iperboliche, durante le quali la navicella si muoverà verso Marte con una velocità di fuga dal Sistema Solare che supera la terza velocità di fuga.

Traiettoria di volo iperbolica verso Marte

L'umanità ha già padroneggiato la possibilità di accelerare i veicoli spaziali a velocità iperboliche. Nel corso dei 60 anni dell'era spaziale, 5 sonde spaziali sono state lanciate nello spazio interstellare (“Pioneer 10”, “Pioneer 11”, “Voyager 1”, “Voyager 2” e “New Horizons”). Pertanto, New Horizons ha impiegato solo 78 giorni per volare dalla Terra all'orbita marziana. Il primo oggetto interstellare “Oumuamua” scoperto di recente ha una velocità iperbolica ancora maggiore: ha volato attraverso lo spazio tra la Terra e l’orbita marziana in sole 2 settimane.

Attualmente sono in fase di sviluppo progetti per voli su Marte lungo traiettorie iperboliche. Qui, grandi speranze sono riposte nei motori a razzo elettrici (ionici), la cui velocità di scarico può raggiungere i 100 km al secondo (per confronto, per i motori chimici questa cifra è limitata a 5 km al secondo). Attualmente, quest'area si sta sviluppando rapidamente. Pertanto, i motori ionici della sonda Dawn sono stati in grado di fornire un aumento di velocità di oltre 10 chilometri al secondo, utilizzando solo mezza tonnellata di xeno in 10 anni di missione, un record per qualsiasi stazione interplanetaria. Lo svantaggio principale di tali motori è la bassa potenza causata dall'uso di fonti di energia a bassa potenza (batterie solari). Pertanto, la stazione europea SMART-1 ha impiegato un anno intero per volare dall'orbita di geotrasferimento alla Luna. Per fare un confronto, le stazioni lunari convenzionali sono volate sulla Luna in pochi giorni. A questo proposito, l'equipaggiamento dei veicoli spaziali interplanetari con motori a ioni sarà strettamente correlato allo sviluppo delle centrali nucleari spaziali. Si prevede che il motore VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) con una potenza di 200 megawatt e funzionante ad argon sarà in grado di effettuare voli umani su Marte di 40 giorni. Per fare un confronto, i sottomarini di classe Seafull utilizzano un reattore nucleare da 34 megawatt e la portaerei di classe Gerald Ford utilizza un reattore nucleare da 300 megawatt.

Prospettive ancora più interessanti nel campo dei voli su Marte sono promesse dal progetto del motore X3, che teoricamente è in grado di portare una persona su Marte in sole 2 settimane. Recentemente, questo motore, sviluppato dagli scienziati dell'Università del Michigan, dell'aeronautica americana e della NASA, ha mostrato una potenza record (100 kW) e una spinta (5,4 newton). Il precedente record di spinta per un motore a ioni era di 3,3 newton.

La prima persona a pensare attentamente a quanto tempo ci vorrebbe per volare su Marte e a condurre un'analisi tecnica di questa possibilità, fu uno scienziato nel 1948, uno dei fondatori della moderna scienza missilistica. Dopo di lui, l'idea di un simile volo fu presa in considerazione sia dalle prime potenze spaziali che dalle compagnie private.

Quanti chilometri per volare su Marte dalla Terra?

Marte è il quarto pianeta dal Sole e il più vicino alla Terra, dopo Venere. La missione su Venere è difficile a causa delle sue condizioni climatiche:

• enorme pressione atmosferica;
• pioggia acida;
• Calore.

Non abbiamo alcuna possibilità lì!

Le condizioni climatiche di Marte sono le più adatte per la visita. La distanza tra i pianeti è microscopica per gli standard cosmici. Ma una persona dovrà volare molto su Marte, decine o addirittura centinaia di milioni di chilometri.

La conclusione è che quanti chilometri volare dalla Terra dipende in gran parte dalla traiettoria specifica: il percorso del viaggio. Di solito assume la forma di un "grande arco" che collega elegantemente il momento del lancio sulla Terra alla destinazione. Questi archi sono molte volte più lunghi della distanza in linea retta tra due oggetti celesti in un determinato momento.

Poniamoci una domanda: - Quanto tempo ci vuole per arrivare su Marte?

Supponiamo che per i nostri calcoli utilizziamo un percorso semplice in linea retta, dove la distanza è minima.

Basato sul fatto che i pianeti del sistema solare ruotano attorno al Sole, ciascuno nella propria orbita ellittica, con la propria velocità unica, e la distanza tra due oggetti planetari cambierà costantemente. Gli scienziati sono riusciti a scoprire la distanza, quanti chilometri volare lungo una traiettoria lineare dalla Terra a Marte:

• La distanza massima sarà di 401.330.000 km.
• La lunghezza media del percorso è di 227.943.000 km.
• Il minimo che dovremo superare è di soli 54.556.000 km.

I pianeti raggiungono questa distanza minima l'uno dall'altro circa ogni due anni. E questo è il momento perfetto per lanciare missioni.

Dove dovrebbe trovarsi Marte durante il lancio?

Non sarai in grado di volare verso la tua destinazione in linea retta. È stato detto prima che i pianeti sono in costante movimento. In questo caso, la navicella semplicemente non incontrerà il pianeta rosso nel suo percorso e in teoria sarà necessario raggiungerlo. In pratica, questo è impossibile; non disponiamo ancora di tali tecnologie per perseguire un obiettivo planetario.

Pertanto, per un volo, è necessario scegliere un lancio quando l'arrivo in orbita coincide con l'arrivo di Marte stesso nello stesso luogo, oppure arrivare prima e permettergli di raggiungerci.

In pratica ciò significa che potrete iniziare il vostro viaggio solo quando i pianeti saranno nella posizione corretta. Questa finestra di lancio si apre ogni 26 mesi. Durante questo periodo, la navicella spaziale può utilizzare quella che è considerata la traiettoria di volo più efficiente dal punto di vista energetico nota come traiettoria di Hohmann, ma ne parleremo più avanti.

Meccanica orbitale o quanti chilometri bisogna percorrere

Poiché le orbite ellittiche della Terra e di Marte si trovano a distanze diverse dal Sole e i pianeti si muovono lungo di esse a velocità diverse, la distanza tra loro varia in modo significativo. Come notato in precedenza, circa ogni due anni e due mesi i pianeti raggiungono il punto più vicino l'uno all'altro. Questo punto si chiama " ", quando Marte può trovarsi alla sua distanza minima dalla Terra, da 55,68 a 101,39 milioni di chilometri, a seconda dell'anno.

Tredici mesi dopo lo scontro, arriva al bivio. Ciò significa che il pianeta rosso e quello blu si trovano sui lati opposti del Sole e il più distanti possibile. Ovviamente, se vogliamo arrivare più velocemente all'obiettivo, è meglio pianificare la partenza nel punto di stallo. Ma non è così semplice!

Il viaggio veloce sarebbe possibile se la nave interplanetaria seguisse un percorso rettilineo. Sfortunatamente, il viaggio nello spazio è molto più complicato di una linea retta. La meccanica orbitale di ogni pianeta è unica. Tutti i corpi planetari del sistema solare sono in costante movimento e questo rende i viaggi davvero difficili.

Quindi quanti chilometri ci vogliono per viaggiare su Marte dalla Terra? Proviamo a capirlo. Se pensi ancora che il modo migliore per raggiungere il tuo obiettivo sia aspettare che i due pianeti siano più vicini l'uno all'altro, punta il razzo verso il bersaglio e sorvolalo. Sappi che questo non funzionerà per diversi motivi:

• Innanzitutto, la gravità terrestre piegherà la traiettoria di qualsiasi veicolo lanciato. Per eliminare questo fattore, supponiamo che il razzo sia posizionato in un'orbita distante attorno alla Terra, dove la gravità è debole e il movimento orbitale è lento, consentendo di trascurare entrambi i fatti. Anche allora, questo razzo orbita ancora attorno al Sole insieme alla Terra e si muove a una velocità di circa 30 km/s. Quindi, se il razzo continua a volare verso il bersaglio previsto, manterrà la velocità della Terra e inizierà la sua rotazione attorno al Sole spostandosi contemporaneamente al punto di controllo del volo.
• In secondo luogo, se voliamo fuori quando Marte è più vicino alla Terra, mentre la navicella si sta muovendo verso il bersaglio, il pianeta si sarà allontanato lungo il suo percorso orbitale molto prima che la navicella abbia coperto la distanza.
• Terzo, l'intero sistema era dominato dalla gravità del Sole. Tutti gli oggetti si muovono lungo orbite o traiettorie che, secondo le leggi di Keplero, fanno parte di sezioni coniche, in questo caso ellissi. In generale, sono curvi.

Andando verso l'obiettivo caro durante un confronto, in realtà la distanza più vicina sarà molto più significativa. Per superarlo è necessario utilizzare una grande quantità di carburante. Sfortunatamente, tecnicamente non possiamo aumentare il volume dei serbatoi. Pertanto, per volare su Marte, gli astrofisici accelerano la nave, e poi vola per inerzia, incapace di resistere alla gravità dei corpi celesti, il che aumenta significativamente la distanza mentre il dispositivo vola in un ampio arco. Questo percorso rappresenta la metà dell'orbita eliocentrica attorno al Sole tra Marte e la Terra.

Ricordiamolo: un'orbita eliocentrica è una traiettoria ellittica di un corpo celeste attorno al Sole.

Calcoliamo che la lunghezza della metà dell'orbita terrestre è 3,14 UA. Marte ha 4,77 UA. Abbiamo bisogno di un'orbita media tra i pianeti, metà della sua lunghezza è 3,95 UA. moltiplicare per la distanza 1 AU. e arrotondarlo.

Ricordiamolo: un'unità astronomica (1 AU) equivale a 149597868 km.

Si scopre che la distanza approssimativa che dovrà essere coperta sarà di circa 600 milioni di chilometri. Per calcolare con maggiore precisione quanti chilometri percorrere, vengono utilizzati algoritmi più complessi.

Quanto tempo ci vuole per volare su Marte?

Non è possibile rispondere in modo inequivocabile alla domanda su quanto tempo ci vuole per volare su Marte.
Il tempo di volo dipende da una serie di fattori:

1. velocità del dispositivo;
2. percorso percorso;
3. posizione relativa dei pianeti;
4. quantità di carico a bordo (carico utile);
5. quantità di carburante.

Se prendiamo come base i primi due fattori, possiamo teoricamente calcolare quanto tempo ci vuole per volare su Marte dalla Terra in tempo. Per poter intraprendere un viaggio nello spazio, il dispositivo deve decollare dalla Terra e superarne la gravità.

Fatti scientifici: per entrare nell'orbita terrestre bassa, la velocità del razzo deve essere di almeno 7,9 km/s (29mila km/h). Per inviare una nave in un viaggio interplanetario sono necessari poco più di 11,2 km/s (40mila km/h).

In media, i viaggiatori effettuano voli interplanetari ad una velocità di circa 20 km/s. Ma ci sono anche detentori del record.

Il veicolo più veloce lanciato nello spazio dall'uomo è la sonda New Horizons. Né prima né dopo New Horizons i veicoli interplanetari si allontanarono dalla Terra alla velocità di 16,26 km/s. Ma se parliamo di velocità in un'orbita eliocentrica, allora dobbiamo aggiungere la velocità della Terra a 16,26 km/s - ovvero 30 km/s e otteniamo circa 46 km/s rispetto al Sole. È impressionante: 58536 km/h.

Tenendo conto di questi dati, la durata del volo verso Marte lungo la traiettoria più breve e diretta richiederà 941 ore o 39 giorni terrestri. Una persona dovrà volare lungo un percorso corrispondente alla distanza media tra i nostri pianeti per 3879 ore, ovvero 162 giorni. La durata del volo alla massima distanza sarà di 289 giorni.

Sogniamo e immaginiamo di essere andati su Marte in aereo in linea retta. Se percorri 54.556 milioni di chilometri in aereo e la velocità media dei moderni aerei passeggeri è di circa 1 mila km/h, allora avrai bisogno di 545.560 ore, ovvero 22.731 giorni e 16 ore. E sembra ancora più impressionante a quasi 63 anni. E se voliamo lungo un'ellisse, questa cifra aumenterà di 8-10 volte, ovvero una media di 560 anni.

Quanti anni, giorni, ore terrestri impiega un uomo per volare su Marte?

Quanto tempo impiega una persona per volare su Marte dalla Terra? Se sogni un giorno di diventare un astronauta sul primo volo con equipaggio, preparati per un lungo viaggio. Gli scienziati stimano che il viaggio di andata e ritorno richiederà circa 450 giorni terrestri, una media di 10.800 ore o 1,2 anni.

Previsioni: quanto tempo volare in base al tempo

La variabile più importante su quanto tempo impiegherà un essere umano per arrivare su Marte è ovvia: quanto velocemente stai andando? La velocità è il fattore determinante. Più velocemente possiamo accelerare la nave, più velocemente arriveremo a destinazione. Il tempo di volo sul razzo più veloce lungo il percorso con la distanza lineare più breve tra i pianeti non sarà superiore a 42 giorni terrestri.

Gli scienziati hanno lanciato un sacco di moduli interplanetari, quindi abbiamo un'idea approssimativa di quanto tempo ci vorrà utilizzando la tecnologia moderna.

Quindi in media le sonde spaziali riescono a raggiungere Marte dai 128 ai 333 giorni.

Se provassimo a inviare un uomo oggi, sarebbe la cosa migliore che potremmo realisticamente fare, soprattutto considerando che invieremo un grande veicolo spaziale con equipaggio, non solo una sonda delle dimensioni di un SUV. Assembla una nave interplanetaria nell'orbita terrestre, riempila di carburante e lanciala in volo.

Il magnate della tecnologia che dirige SpaceX afferma che il suo sistema di trasporto interplanetario potrebbe gestire un viaggio in soli 80 giorni e potrebbe eventualmente viaggiare in soli 30 giorni.

I paesi di tutto il mondo stanno conducendo ricerche su quanto tempo impiegherà un volo umano su Marte. La ricerca negli anni ’90, in teoria, suggeriva di mandare una persona negli anni 2000. Il viaggio minimo sarebbe durato 134 giorni solo andata, il massimo 350. Si presumeva che il volo sarebbe avvenuto con un equipaggio da 2 a 12 persone.

Secondo i calcoli degli scienziati dell'azienda, il tempo di viaggio richiederà circa 210 giorni o 7-8 mesi

Secondo la NASA, il viaggio interplanetario con gli esseri umani impiegherà circa sei mesi per arrivare su Marte e altri sei mesi per tornare. Inoltre, gli astronauti dovranno trascorrere dai 18 ai 20 mesi sulla superficie prima che i pianeti si allineino nuovamente per il viaggio di ritorno.

Ora parliamo di come raggiungere effettivamente il nostro pianeta vicino e quanto tempo ci vorrà.

Quanto tempo volare su Marte è considerato abbastanza semplice: vicino alla Terra diamo un impulso di accelerazione e ci spostiamo su un'ellisse che tocca entrambe le orbite. Dopo aver raggiunto Marte, diamo nuovamente un impulso per accelerare e spostarci nella sua orbita. Il tempo di volo può essere calcolato utilizzando la terza legge di Keplero.

Perché ci vuole così tanto tempo per volare

Perché non possiamo arrivare più velocemente adesso:

• Il primo motivo sono le enormi distanze. La distanza minima non è calcolata nemmeno in milioni, ma in decine di milioni di chilometri. Lascia che ti ricordi che la distanza massima dal pianeta è 401330000 km.
• Il secondo motivo è tecnologico. Il tipo più comune di motore utilizzato per i voli spaziali è un motore a reazione chimico. È in grado di accelerare un veicolo spaziale a velocità molto elevate. Ma tali motori funzionano per non più di pochi minuti, la ragione di ciò è il consumo eccessivo di carburante. Il razzo spende quasi tutta la sua scorta per staccarsi dalla superficie e vincere la forza gravitazionale del pianeta. Per motivi tecnici al momento non è possibile effettuare una fornitura aggiuntiva di carburante su un volo.

Come arrivare su Marte con il minimo consumo di carburante

Quanto carburante ci vorrà per arrivare su Marte? L'aspetto più importante del viaggio interplanetario è la fornitura di carburante sul razzo. Quando si utilizzano motori a razzo chimici, ai quali non esistono ancora alternative reali, è necessario molto carburante.

• Innanzitutto, ciò è dovuto alla necessità di superare la forza di gravità della Terra. E maggiore è la massa della nave, maggiore è l'energia necessaria per il decollo e, di conseguenza, il carburante.
• In secondo luogo, anche se si sceglie la rotta di volo più economica, il razzo deve raggiungere almeno 11,59 km/s. In termini di unità di misura convenzionali, si tratta di 41.724 km/h.

Oltre ad acquisire velocità, quando si avvicina a Marte, la navicella spaziale deve ripristinarla, e ciò può essere ottenuto solo avviando i motori e spendendo di conseguenza carburante. Non dobbiamo dimenticare il funzionamento dei sistemi di supporto vitale, perché il volo dovrebbe coinvolgere persone.

Puoi volare su Marte in meno tempo, ma dovrai anche utilizzare più carburante. Ciò è dovuto alla necessità di aumentare la velocità di volo. In questo caso, il consumo di carburante per la frenata aumenterà.

Il problema principale per gli ingegneri - come arrivare su Marte con la minima quantità di carburante - fu risolto nel 1925 da Walter Homann. L'essenza del suo metodo è che invece di inviare il razzo direttamente sul pianeta, è necessario aumentare la sua orbita, di conseguenza seguirà un'orbita attorno al Sole più ampia rispetto alla Terra. Alla fine il razzo attraverserà l'orbita di Marte, proprio nel momento in cui anche lui sarà lì.

Questo metodo di viaggio è ciò che gli ingegneri chiamano orbita di trasferimento minimo di energia, utilizzandola per inviare veicoli spaziali dalla Terra a Marte con la minima quantità di carburante.

Come volare più velocemente - percorsi possibili

Esistono diversi modi per arrivare a destinazione. Ce ne sono tre in totale, differiscono tutti solo per due parametri: velocità di movimento nello spazio e tempo in volo.

Traiettoria ellittica

L'opzione più economica, ma anche più lunga, è la traiettoria di volo ellittica. Si chiama anche “Gomanovskaya”, in onore dello scienziato tedesco Walter Homann. In questo caso, la navicella passerà tangenzialmente all'orbita di Marte, muovendosi lungo un'ellisse. Per volare lungo un percorso del genere, dovrai accelerare il razzo a 11,59 km/s. Il tempo di viaggio sarà di 259 giorni, poiché è necessario percorrere una distanza maggiore rispetto a quando si percorrono le altre due traiettorie. Per passare alla traiettoria più semplice "Gomanov", sarà necessario aumentare la velocità di movimento del satellite vicino alla Terra di 2,9 km al secondo.

Durante l'esplorazione spaziale, gli scienziati hanno inviato diversi satelliti per studiare proprio lungo la traiettoria di Gomanov. Questi erano sia veicoli sovietici che americani.

Traiettoria parabolica

La seconda opzione è una traiettoria di volo parabolica. Per raggiungerlo dovrai accelerare la nave a 16,6 km/s. Il tempo di viaggio sarà di soli 70 giorni. In questo caso, il consumo di carburante per l'accelerazione del razzo, nonché per la frenata prima dell'atterraggio, aumenta notevolmente. Gli scienziati stimano l'aumento dei costi energetici quando si vola lungo una rotta parabolica di 4,3 volte rispetto a una ellittica.

Una traiettoria parabolica comporta il movimento dell'apparato lungo una linea a forma di parabola.

Nonostante l’aumento dei costi del carburante, i voli parabolici sono molto attraenti per gli scienziati. Principalmente grazie alla riduzione dei costi per la protezione dell'equipaggio dalle radiazioni, nonché per l'approvvigionamento di provviste, ossigeno e altri mezzi di supporto vitale.

Traiettoria iperbolica

L'ultima traiettoria possibile è iperbolica. Per volare lungo una tale traiettoria, il dispositivo deve essere accelerato a velocità superiori a un terzo della velocità spaziale (16,7 km/s). Quando si muove lungo una traiettoria iperbolica, il razzo deve, per così dire, sorvolare Marte, cambiando la direzione del movimento, cadendo nel suo campo gravitazionale. La linea di volo in questo caso è simile ad un'iperbole. L'atterraggio diventa possibile se i motori vengono avviati in tempo per frenare vicino al pianeta.

Idee per ridurre il tempo di volo

A seconda della velocità iniziale del volo dalla Terra (da 11,6 km al secondo a 12 km al secondo), la durata del volo su Marte varia da 260 a 150 giorni. Per ridurre il tempo del volo interplanetario, è necessario aumentare la velocità, che influenzerà la diminuzione della lunghezza dell'arco dell'ellisse del percorso. Ma allo stesso tempo aumenta l'incontro con Marte: da 5,7 a 8,7 km al secondo, il che complica il volo con la necessità di una discesa sicura per entrare nell'orbita marziana o al fine di atterrare sulla superficie. In questo caso, se vogliamo arrivare più velocemente, abbiamo bisogno di nuovi motori per accelerare la nave e avere il tempo di rallentare.

Per accelerare il tempo di volo, è necessario utilizzare altri tipi di motori a razzo, ad esempio motori a razzo elettrici e persino nucleari.

Il vantaggio dei motori elettrici è la possibilità di funzionamento a lungo termine, fino a diversi anni. Ma tali dispositivi sviluppano una spinta molto debole. È ancora impossibile persino scendere dalla Terra con un simile razzo. Nello spazio, i motori elettrici possono raggiungere velocità molto elevate. Superiore ai motori chimici esistenti. È vero, ci vorranno diversi mesi. Questo sviluppo è ancora adatto per i voli interstellari, ma volare su Marte con un motore del genere non è pratico.

Se i motori ionici non sono un’opzione per noi, quali tecnologie future potrebbero ridurre i tempi di viaggio a pochi giorni?

Ci sono le seguenti idee su come accelerare il volo su Marte:

1. L'uso di razzi nucleari, la cui base è riscaldare il carburante liquefatto e quindi espellerlo da un ugello ad altissima velocità. Si presume che un razzo nucleare possa ridurre il tempo di volo su Marte a circa 7 mesi. Alcuni scienziati ritengono che i moderni motori a propulsione nucleare potrebbero abbreviare il viaggio fino a 39 giorni. Riesci a immaginare quanto velocemente volerà questa astronave? I motori a razzo nucleare non sono ancora andati oltre i prototipi basati a terra, ma gli scienziati lavorano costantemente su un progetto del genere.
2. Uso del magnetismo. La tecnologia del magnetismo si basa sull'uso di uno speciale dispositivo elettromagnetico che ionizzerà e riscalderà il carburante dei razzi, trasformandolo in gas ionizzato o plasma, che accelererà il veicolo spaziale. Utilizzando questo metodo, il volo può essere ridotto a 5 mesi.
3. Utilizzo dell'antimateria. Questa è l'idea più strana, anche se potrebbe rivelarsi quella di maggior successo. Le particelle di antimateria possono essere prodotte solo in un acceleratore di particelle. Quando particelle e antiparticelle si scontrano viene rilasciata un'enorme quantità di energia. Questo può essere usato per molte cose utili. Secondo i calcoli preliminari, affinché la nave possa raggiungere il suo obiettivo, saranno necessari solo 10 milligrammi di antimateria. Tuttavia, per produrre 10 mg di antimateria sarebbe necessario spendere almeno 250 milioni di dollari. Un volo su Marte utilizzando l'antimateria richiederà solo 45 giorni!

Quanto costerà il viaggio?

Oltre al fatto che il volo è molto lungo, è anche un'impresa costosa; sorgono dubbi su quanto costa volare su Marte.

Una stima dei costi associati all’invio di persone è stata effettuata durante l’amministrazione George H. W. Bush. L’intervallo variava da 80 miliardi di dollari a 100 miliardi di dollari. Studi più recenti hanno ristretto il campo a 20-40 miliardi di dollari.

Secondo il miliardario Elon Musk, il volo costerà meno di 500.000 dollari, che dopo tutto non sono poi così tanti. Secondo lui il prezzo potrebbe eventualmente scendere a 100.000 dollari. E non preoccupatevi per il viaggio di ritorno perché secondo Elon sarà gratuito.

Perché andare su Marte

Ci sono molte ragioni per organizzare una simile missione.

Il primo è la ricerca. Marte è simile alla Terra in molti modi e, secondo gli scienziati, i pianeti avevano la stessa atmosfera e probabilmente la stessa vita. La ricerca su larga scala dovrebbe rispondere alla domanda se la vita sia presente oggi, se i pianeti siano davvero così simili e perché sia ​​diventato un mondo desertico. Le fotografie mostrano molti fenomeni interessanti e inspiegabili in superficie, che anche l'umanità è ansiosa di studiare.

La seconda ragione è colonialista. Esistono teorie secondo le quali è possibile ricreare artificialmente l'atmosfera. Pertanto, sviluppa un ecosistema. Ciò significa che in futuro le piante terrene potranno crescere lì, gli animali e, naturalmente, le persone vivranno lì.

La terza ragione è la curiosità umana. Questa è la forza che ci ha permesso di passare da popoli antichi dotati di strumenti primitivi a una civiltà capace di lanciare satelliti di ricerca negli angoli remoti dell'universo. Un esempio di tale missione è stato l'atterraggio di un veicolo automatico sulla superficie di una cometa!

Quanti problemi di volo irrisolti esistono?

Oltre al lungo viaggio, una missione con equipaggio presenta molte altre sfide:

Gli scienziati temono che gli astronauti saranno esposti ai raggi cosmici e ad altre radiazioni durante il lungo viaggio. Sono anche preoccupati per gli effetti fisici che gli astronauti subiscono quando esposti ad ambienti a bassa gravità e scarsa illuminazione per lunghi periodi di tempo.

Forse il fattore più difficile da prevedere è l’effetto psicologico che gli astronauti potrebbero sperimentare a causa dell’isolamento. Nessuno è sicuro di quanto stress mentale sarà causato dalla mancanza di contatto con amici e familiari che gli astronauti lasciano dietro di sé.

Altri ostacoli a una missione con equipaggio di questo tipo includono: carburante, ossigeno, acqua e cibo per gli astronauti.

Conclusione

Un volo su Marte è un'idea tecnicamente molto complessa e costosa. Coloro che metteranno piede per primi sulla superficie del Pianeta Rosso accelereranno a velocità incredibili e percorreranno milioni di chilometri. Affinché possano raggiungere la loro destinazione in sicurezza, gli scienziati devono trovare mezzi di protezione dalle radiazioni cosmiche, nonché lavorare sulla creazione e sul miglioramento dei sistemi di supporto vitale. È necessario calcolare con precisione la massa della nave e del carico utile e scegliere la rotta di volo ottimale.

L'interesse per l'esplorazione del Pianeta Rosso non è diminuito da molti anni. E la ragione di ciò è dovuta a molti fattori. Marte non è solo una sfida per scienziati, designer e appassionati di business. È del tutto possibile che il futuro dell'umanità sarà collegato a Marte. E quindi il Pianeta Rosso è considerato oggi non solo come oggetto di ricerca scientifica, ma anche da un punto di vista pratico, in particolare, nel prossimo futuro si prevede di iniziare l'esplorazione del nostro vicino nel sistema solare. Scopriamo quanto tempo ci vuole effettivamente per volare su Marte e le caratteristiche che lo accompagnano.

Le ragioni principali del crescente interesse per il tema dei voli su Marte

Marte ha sempre suscitato un vivo interesse tra l'umanità. Ad esempio, nell'antica mitologia romana, Marte era il dio della guerra, uno dei tre dei che guidavano l'antico pantheon romano. La conoscenza del Pianeta Rosso si è gradualmente accumulata, l'umanità si è avvicinata al primo passo del suo rappresentante sulla superficie marziana.

Il tema dei voli su Marte interessa principalmente gli scienziati. Della possibile esistenza della vita su questo pianeta si parla da molto tempo. In questo caso, l'interesse per Marte è associato alla risposta a una delle principali domande che preoccupa l'umanità. La questione è se siamo soli nell'Universo o se la vita può esistere in altri angoli di esso. È stato dimostrato che molto tempo fa il Pianeta Rosso aveva acqua e un clima caldo. Se i ricercatori riuscissero a scoprire tracce della vita moderna su Marte o prove inconfutabili della sua esistenza su questo pianeta in passato, allora la teoria secondo cui il processo di sviluppo evolutivo da composti chimici semplici a composti complessi è caratteristico dell'Universo nel suo insieme sarà confermato.

Nello stesso caso, quando non è possibile rilevare prove di vita su Marte, molto probabilmente gli scienziati giungeranno alla conclusione che per l'emergere della vita organica è anche un elemento casuale, un'incredibile coincidenza di circostanze necessario. E allora possiamo dire con un alto grado di probabilità che il pianeta Terra è l'unico angolo abitato nello spazio.

Il tema dei voli su Marte emergeva periodicamente, occupando le prime pagine dei giornali negli anni '60 del secolo scorso (quando tutto ciò che riguardava lo spazio suscitava un interesse bruciante), per poi scomparire quando possibili voli su Marte venivano semplicemente dimenticati, dando priorità ad altri compiti.

Il secondo fattore che guida l’interesse in forte aumento per i voli su Marte è la sfida alla società umana, che può svilupparsi solo se supera gli ostacoli e risponde alle sfide. Altrimenti iniziano la stagnazione e la cessazione dello sviluppo. Gli scienziati sognano di diventare pionieri di nuovi mondi. Un volo su Marte aiuterà milioni di scienziati, designer e ricercatori in vari campi a ricevere un incredibile capitale intellettuale, che diventerà proprietà della società umana. Un volo su Marte significa scoperte, nuove tecnologie, una grande spinta nello sviluppo tecnologico.

Il terzo fattore può essere considerato la necessità di un volo su Marte per il futuro dell'umanità. Prima o poi, la civiltà umana dovrà affrontare la sovrappopolazione del pianeta, l’esaurimento delle risorse naturali, delle riserve energetiche e la carenza di cibo. Pertanto, gli scienziati più perspicaci sono fiduciosi che oggi dobbiamo iniziare a esplorare altri pianeti. Inizialmente si tratterà della creazione di piccole colonie, ma con lo sviluppo della tecnologia e il crescente tasso di insediamento di altri pianeti, in particolare Marte, inizierà la costruzione di grandi insediamenti con infrastrutture sviluppate e una grande popolazione.

Un volo con equipaggio su Marte potrebbe essere l’inizio di una nuova era per tutta l’umanità

Quanto tempo ci vuole per volare su Marte dalla Terra?

La questione di quanto tempo impiegherà il volo su Marte è tutt'altro che inattiva. La distanza tra il nostro pianeta e Marte è variabile. Quando la Terra si posizionerà tra il Sole e Marte, la distanza sarà di circa 55 milioni di km. Quando il Sole si trova tra la Terra e Marte, la distanza aumenta fino a 410 milioni di km. Pertanto, non esiste una risposta esatta alla domanda sulla durata del volo su Marte, tutto dipende dalla posizione dei nostri pianeti rispetto al Sole e, di conseguenza, dalla distanza dalla Terra al Pianeta Rosso. La traiettoria Homan è considerata la meno dispendiosa in termini energetici. Se viaggi su Marte lungo di esso, il tempo di volo richiederà nove mesi. L'accelerazione aggiuntiva della nave dall'orbita terrestre in questo caso sarà di 2,9 km/s. Ma questa traiettoria è più accettabile per le stazioni automatiche, poiché per una persona in questo caso il limite di esposizione alle radiazioni durante il volo verrebbe notevolmente superato.

La maggior parte degli sviluppi dei voli con equipaggio comportano l'uso di traiettorie iperboliche, in cui il tempo di viaggio non sarà superiore a sei mesi e, di conseguenza, la dose di radiazioni ionizzanti non supererà la norma consentita. Ma in questo caso sarà necessaria un’ulteriore accelerazione dall’orbita terrestre di 6 km/s. Di conseguenza, per un veicolo spaziale con equipaggio sarà necessario 4,5 volte più carburante.

Il piano di volo su Marte è composto da diverse fasi

Cosa significa "viaggiare alla velocità della luce"?

Muoversi alla velocità della luce significa che il corpo si muove a una velocità colossale per la comprensione umana. La sua velocità è di 299.792.458 m/s o 1.079.252.848,8 km/h. La velocità della luce è una costante fisica fondamentale. In termini semplici, significa la distanza percorsa dalla luce in un certo periodo di tempo. In astronomia le distanze si misurano in anni luce. Un anno luce è pari a 9.460.528.177.426,82 km (quasi 9,5 trilioni di chilometri). Ad oggi nessuna creazione umana è stata in grado di raggiungere la velocità della luce o anche solo avvicinarsi ad essa. Si presume che prima o poi il progresso tecnologico consentirà di raggiungere questo limite di velocità unico e addirittura di superare questa barriera, come avveniva una volta con la velocità del suono. Ma anche raggiungere la velocità della luce non consentirà all'umanità di visitare la galassia più vicina: la galassia di Andromeda (NGC 224), solo la periferia della quale dista 2 milioni e 537 mila anni luce.

Video: volo su Marte e pionieri dello spazio

Come calcolare la distanza dal pianeta rosso in chilometri

La distanza minima dalla Terra a Marte (53 milioni di km) era nel 2003 (la prossima volta un avvicinamento simile avverrà solo dopo 50mila anni). Una volta ogni due anni, la distanza tra i pianeti si riduce a 54,6 milioni di km. Questa è la distanza minima standard tra la Terra e Marte. Gli scienziati ritengono che la distanza massima possibile sia di 401 milioni di km. La distanza media tra la Terra e Marte è di 225 milioni di km.

Come viene calcolato il tempo di volo per il Pianeta Rosso?

Molto probabilmente, un veicolo spaziale con equipaggio verrà lanciato su Marte proprio quando i pianeti si troveranno a una distanza minima l'uno dall'altro. Nel calcolare la durata del volo in questo caso, il lancio della navicella verrà preso in considerazione durante il periodo di posizioni relative ottimali dei pianeti e il tempo del suo volo su Marte. In questo caso si presuppone che gli astronauti saranno in viaggio verso il Pianeta Rosso per un minimo di sei e un massimo di sette mesi. In totale, il viaggio di sola andata durerà dai 180 ai 210 giorni.

Ma non è così semplice. I calcoli sopra riportati sono teorici e i tempi di volo sono medi. Non dovremmo dimenticare il ritorno degli astronauti sulla Terra. Il lancio di un veicolo spaziale dalla Terra a Marte, ovviamente, può essere effettuato senza problemi durante il periodo ottimale delle posizioni relative dei pianeti. Ma per tornare sulla Terra bisognerà aspettare il periodo successivo, quando Marte e la Terra saranno più vicini tra loro. E questo periodo è di 18 mesi. A questo tempo dovrebbe essere aggiunto un periodo minimo di sei mesi per il ritorno da Marte alla Terra. Di conseguenza, otteniamo due anni e mezzo. Questo è esattamente quanto tempo, in una serie di circostanze favorevoli, impiegherà il tempo di volo di un veicolo spaziale con equipaggio su Marte dal momento del suo lancio al ritorno del modulo con gli astronauti sulla Terra.

Se consideriamo un volo su un veicolo spaziale con un motore nucleare ad alta potenza, teoricamente questo può dimezzare il tempo trascorso su un volo interplanetario. Inoltre, l'utilizzo di un motore nucleare consente di avere più libertà nella scelta del momento non solo per il lancio di un veicolo spaziale dalla Terra, ma anche per l'inizio del suo ritorno da Marte. In questo caso, il periodo ottimale della posizione relativa della Terra e di Marte non avrà più un ruolo così significativo come durante il volo di una nave con un motore a razzo convenzionale. Ma il problema principale è che non esiste ancora un motore nucleare per un viaggio del genere, sebbene il suo sviluppo sia in corso da tempo da parte dei progettisti americani.

In pratica, non sono ancora stati effettuati voli con equipaggio su Marte. Ad esempio, la stazione di ricerca automatica americana Curiosity è volata su Marte lungo una traiettoria Homan dal 26 novembre 2011 al 6 agosto 2012. Come puoi vedere, il volo è durato poco più di otto mesi. E nel 1964, anche l'americano Mariner-4 viaggiò dal nostro pianeta al Pianeta Rosso in un tempo superiore a sette mesi (28/11/1964 - 14/07/1965).

La stazione automatica "Curiosity" ha fatto atterrare il rover sul Pianeta Rosso dopo quasi otto mesi

Calcolare il tempo di volo degli astronauti su Marte è uno dei compiti chiave quando si sviluppa un progetto per una spedizione spaziale con equipaggio sul Pianeta Rosso. Da questo dipende la quantità di cibo, carburante, capacità della batteria, riserve di ossigeno e così via. Un errore può costare molto caro. È anche molto importante calcolare correttamente la traiettoria. Dopotutto, la Terra e Marte non sono in uno stato statico, si muovono costantemente nelle loro orbite. Il lancio di un razzo dal punto A sulla Terra al punto B su Marte deve essere effettuato tenendo conto dell'avanzamento. Durante il volo, infatti, Marte aumenterà notevolmente la sua distanza dal nostro pianeta, continuando a muoversi nella sua orbita.

Una delle sfide nello sviluppo di missioni di pianificazione e programmazione su Marte è la quantità semplicemente incredibile di carburante di cui il veicolo spaziale ha bisogno. Di conseguenza, l'astronave deve essere semplicemente gigantesca. È tempo di ricordare l’enorme costo di una spedizione con tale equipaggio. È l'enorme costo del progetto di volo umano su Marte che è responsabile del fatto che l'uomo non ha ancora messo piede sul Pianeta Rosso. I vantaggi immediati di un volo su Marte sono molto scarsi, quindi è improbabile che anche i paesi economicamente sviluppati del mondo investano enormi quantità di denaro in un progetto che non promette chiari vantaggi nel prossimo futuro. Ma oggi solo i politici, gli imprenditori e gli scienziati più lungimiranti e perspicaci pensano ai vantaggi strategici della missione.

Quanto tempo ci vuole per arrivare su Marte dalla Luna?

Il volo dalla Terra alla Luna dura circa tre giorni. Il tempo di volo dalla Luna a Marte sarà più breve di tre giorni. Ma anche questa è una teoria. In pratica, il lancio sulla Luna ridurrà significativamente il costo del volo stesso e ridurrà il peso del veicolo spaziale a causa della minore quantità di carburante. La seconda velocità di fuga della Luna è “solo” 2,4 km/s rispetto agli 11,2 km/s della Terra.

Di conseguenza, sarà necessario uno sforzo molto minore per sfuggire al campo gravitazionale di un corpo cosmico (in questo caso, la Luna). Ma per ora il lancio sulla Luna resta nell’ambito degli sviluppi teorici. Manca un collegamento tra il lancio lunare di un veicolo spaziale su Marte e la situazione attuale: l'impossibilità di lanciare dalla superficie lunare a causa della mancanza di un adeguato complesso di lancio sul satellite terrestre.

La durata del volo dalla Luna a Marte non è fondamentalmente diversa dalla durata del volo su Marte dalla Terra. Ma il lancio di un complesso spaziale con equipaggio dalla Luna consentirà di utilizzare la navicella stessa in modo molto più efficiente. Si presume che durante il lancio dalla Terra, il coefficiente di carico utile non sarà superiore al 25% e quando si lancia un veicolo spaziale dalla superficie lunare, questa cifra supererà il 40%.

Video: come venivano pianificati i voli interplanetari in URSS

Prospettive di sviluppi moderni per spostare le persone su Marte

Nel prossimo futuro potrebbe aver luogo un volo con equipaggio su Marte. Le principali agenzie spaziali del mondo (Roscosmos, NASA, ESA) hanno dichiarato che il volo con equipaggio su Marte è il loro compito principale del presente secolo.

L'idea principale del volo con equipaggio sul Pianeta Rosso, che sarà considerato il primo passo nella storia della colonizzazione di Marte, si riferisce piuttosto al fenomeno dell'espansione della civiltà umana. La possibilità di un volo con equipaggio su Marte fu presa in considerazione per la prima volta da Wernher von Braun. Lo sviluppatore dei missili V tedeschi condusse un'analisi tecnica di questa possibilità negli Stati Uniti nel 1948, su richiesta del governo americano, e fornì un rapporto dettagliato al riguardo. Successivamente, con l'avvento dell'era spaziale e il volo nello spazio prima del primo satellite artificiale della Terra, e poi del primo uomo, la questione di una spedizione con equipaggio su Marte divenne rilevante e si trasferì nel campo degli sviluppi pratici.

Nell'Unione Sovietica, la prima versione di un veicolo spaziale per un volo verso il Pianeta Rosso fu presa in considerazione dall'ufficio di progettazione di Korolev nel 1959. Lo sviluppo è stato guidato dal designer sovietico Mikhail Tikhonravov.

Progetto Marte Uno

L'idea di creare la prima colonia terrestre sul Pianeta Rosso è venuta in mente all'imprenditore e ricercatore olandese Bas Lansdorp durante i suoi anni da studente. Ha fondato la società Ampyx Power, che sta sviluppando il progetto.

Il progetto Mars One prevede un volo con equipaggio sul Pianeta Rosso e la successiva fondazione di una colonia su di esso. Inoltre, si prevede che tutto ciò che accade a decine o centinaia di milioni di chilometri di distanza sarà trasmesso sulla Terra in televisione. Si prevede che la trasmissione online da Marte diventerà lo show televisivo più popolare sulla Terra. È attraverso la vendita dei diritti di trasmissione del Pianeta Rosso che si prevede che il progetto verrà ripagato e ne trarrà profitto. Ad oggi solo 8 persone sono ufficialmente impiegate nel progetto. Il fondatore afferma che tutto il lavoro verrà eseguito in base ad accordi di subappalto.

Nel 2011 il progetto è iniziato ufficialmente e nel 2013 è iniziata la selezione internazionale degli astronauti. Il progetto prevede diverse fasi. Il penultimo di questi sarà lo sbarco del primo equipaggio su Marte, previsto entro il 2027. Nel 2029 è previsto l'atterraggio del secondo gruppo di cosmonauti e la consegna di attrezzature e veicoli fuoristrada. Si prevede che i voli su Marte nell'ambito del progetto Mars One e l'insediamento della prima colonia terrestre sul Pianeta Rosso verranno effettuati ogni due anni. Entro il 2035, il numero previsto di coloni su Marte dovrebbe essere di 20 persone. La selezione dei futuri cosmonauti avviene su base volontaria. Il gruppo comprende sia uomini che donne. L'età minima del partecipante non deve essere inferiore a 18 anni e quella massima non deve superare i 65 anni. La priorità è data ai candidati sani e con un alto livello di istruzione con un background scientifico e tecnico. I primi coloni su Marte devono diventare disertori. Tuttavia, c'erano molti che volevano iniziare una nuova vita oltre i confini terreni. In soli 5 mesi del 2013, 202.586 candidati in rappresentanza di 140 stati hanno presentato domanda per partecipare all'organismo. Il 24% dei candidati erano cittadini americani, seguiti da rappresentanti dell'India (10%) e un terzo dalla Cina (6%).

Si suppone che le trasmissioni televisive e le comunicazioni siano supportate con l'aiuto di satelliti artificiali che ruotano in orbite vicine alla Terra, vicino al sole e vicino a Marte (in futuro). Il tempo di viaggio del segnale verso il nostro pianeta sarà compreso tra 3 e 22 minuti.

Questo è l'aspetto che gli sviluppatori vogliono che assomigli alla prima colonia su Marte.

Progetto Elon Musk

L'uomo d'affari sudafricano e proprietario di SpaceX Elon Musk nel 2016 ha presentato un progetto per la colonizzazione del Pianeta Rosso. Si presume che verrà creato un sistema di trasporto interplanetario, con l'aiuto del quale verrà costruita una colonia autonoma su Marte. Con l’aiuto del sistema di trasporto interplanetario, tra 50 anni, più di un milione di persone vivranno in questa colonia terrestre, secondo le previsioni di Elon Musk.

Al congresso annuale della Federazione Astronautica Internazionale, che si è tenuto in Australia (Adelaide) nel settembre 2017, Elon Musk ha annunciato la creazione di un moderno veicolo di lancio super pesante, con il quale si prevede di andare su Marte nel 2022. I piani dei progettisti suggeriscono che questo sarà il più grande veicolo di lancio nella storia dell'astronautica, che sarà in grado di lanciare più di 150 tonnellate di carico utile nell'orbita terrestre bassa. Si presume inoltre che questo veicolo di lancio sarà in grado di trasportare merci su Marte. La sua lunghezza di progetto sarà di 106 metri e il suo diametro sarà di 9 metri.

Il pensiero globale di Elon Musk ha da tempo conquistato il cuore non solo degli scienziati coinvolti negli sviluppi nel campo dei voli interplanetari, ma anche di molte persone che non sono indifferenti alle questioni della colonizzazione di altri pianeti. Nel 2016 si presumeva che il veicolo di lancio super pesante avrebbe avuto capacità molto maggiori. Ma successivamente è stata effettuata una valutazione esperta dei possibili costi di produzione, nonché della disponibilità di tecnologie adeguate nel mondo moderno. Dopo un'analisi tecnica, si è deciso di ridurre di un terzo le dimensioni e la potenza del veicolo di lancio.

Elon Musk ha attirato per finanziare il suo progetto molte rinomate aziende globali che operano in vari settori, dai sistemi di comunicazione alla produzione di motori a razzo.

Per la fine del 2019 è previsto un volo di prova del nuovo veicolo di lancio di Elon Musk, che tre anni dopo i test dovrebbe portare i primi terrestri su Marte.

L’imprenditore sudafricano prevede anche la costruzione di una base terrestre sulla Luna, che rientra nel concetto generale del sistema di trasporto interplanetario come, tra le altre cose, la possibilità di lanciare veicoli spaziali su Marte direttamente dal satellite terrestre.

Elon Musk ha sviluppato il suo progetto per popolare Marte

Sviluppi russi

Roscosmos è oggi attivamente impegnata nello sviluppo di progetti per voli con equipaggio su Marte. Nel 2018 è in corso lo sviluppo di prototipi di elementi chiave che verranno utilizzati sul veicolo di lancio super pesante Soyuz-5. La capacità di carico di progetto del veicolo di lancio è fino a 130 tonnellate di carico utile. Si presume che Soyuz-5 diventerà il veicolo di lancio più economico. Per lo sviluppo e la costruzione del razzo sono stati stanziati un trilione e mezzo di rubli. Questo importo comprende anche la creazione di infrastrutture adeguate presso il cosmodromo russo di Vostochny.

I russi stanno pianificando l'esplorazione di Marte insieme ai rappresentanti di altri paesi, in particolare degli Stati Uniti. Secondo il presidente russo, la cooperazione con gli Stati Uniti nel campo dell’esplorazione dello spazio profondo può e deve portare ad una spedizione interplanetaria congiunta su Marte entro il 2030.

Gli esperti spaziali russi ritengono che la preparazione di una missione con equipaggio su Marte richiederà almeno 30 anni. In particolare, il famoso scienziato russo accademico Zheleznyakov assicura che il costo del progetto di sbarco di un uomo su Marte e di creazione di una colonia terrestre su questo pianeta costerà almeno 300 miliardi di dollari. L'accademico ritiene molto promettente anche la cooperazione con la Cina nella preparazione allo sbarco su Marte.

Non è stata ancora presa una decisione concreta sulla preparazione di una squadra di cosmonauti da inviare sul Pianeta Rosso. Attualmente, Roscosmos sta sviluppando solo i vettori che saranno in grado di consegnare le prime persone su Marte in un futuro relativamente prossimo.

Soyuz-5 diventerà il veicolo di lancio più economico

Come sarebbe stata la vita dei primi coloni?

La vita dei primi coloni su Marte sarà sorprendentemente diversa da quella sulla terra. Non solo molte scoperte li attendono, ma anche un gran numero di pericoli che li attendono sul Pianeta Rosso.

Per la vita dovrai creare una speciale base high-tech. Senza una protezione adeguata, una persona non può vivere su Marte. Per comprenderne le ragioni, dovremmo dare uno sguardo più da vicino alle condizioni naturali del Pianeta Rosso.

Condizioni naturali su Marte

Le condizioni naturali su Marte sono molto più dure che sulla Terra. Ad esempio, la temperatura media giornaliera sul Pianeta Rosso arriva fino a meno 40 gradi sotto zero. Le temperature accettabili per l'uomo (20 gradi Celsius) possono essere solo di giorno e solo nei mesi estivi. Ai poli di notte la temperatura può scendere fino a meno 140 gradi. Nel resto del pianeta di notte la temperatura varia dai 30 agli 80 gradi sotto zero.

Il principale svantaggio del Pianeta Rosso è l'incapacità di respirare. L'atmosfera marziana è circa un centesimo di quella terrestre. Inoltre è costituito prevalentemente (95%) da anidride carbonica. Il restante 5% è costituito da azoto (3%) e argon (1,6%). Il restante 0,4% appartiene all'ossigeno e al vapore acqueo.

La massa di Marte è piccola, rappresenta solo il 10,7% di quella della Terra. Di conseguenza, c'è meno gravità sul pianeta. È quasi due volte e mezzo inferiore a quello terrestre (38%). L'equatore di Marte rappresenta il 53% dell'equatore del nostro pianeta.

La durata di un giorno marziano è di soli 37 minuti e 23 secondi più lunga di quella terrestre. Ma l'anno marziano è molto più lungo di quello terrestre. È pari a 1,88 giorni terrestri (quasi 687 giorni). Ci sono quattro stagioni sul pianeta, proprio come sulla Terra.

La pressione sulla superficie di Marte è molto bassa a causa dell'elevata rarefazione dell'atmosfera. Non supera i 6,1 mbar. Ecco perché l’acqua che esiste su Marte praticamente non esiste in forma liquida.

Il livello di radiazione su Marte è significativamente più alto che sulla Terra. A causa dell’atmosfera praticamente assente e del campo magnetico estremamente debole, le radiazioni ionizzanti sono molte volte più elevate che sul nostro pianeta natale. Di conseguenza, l'astronauta riceve in uno o al massimo due giorni una dose di radiazioni equivalente a quella ricevuta sulla Terra durante l'intero anno.

Tutte queste informazioni spiegano perché una persona che arriva su Marte dalla Terra non potrà vivere sulla sua superficie senza adeguati mezzi di protezione e sostegno, nemmeno per pochi minuti.

Pertanto, le persone che arrivano dalla Terra dovrebbero occuparsi immediatamente della questione della costruzione di una base. Senza uno scudo protettivo dalle radiazioni ionizzanti, senza riserve di ossigeno, senza comunicazione con la Terra, la probabilità di vivere su Marte almeno per qualche giorno è pari a zero.

Le condizioni naturali su Marte sono estremamente dure per i terrestri

Un problema estremamente importante per i terrestri su Marte sarà l'adattamento psicologico alle nuove condizioni di vita. Molto probabilmente, i primi coloni dalla Terra saranno appassionati volontari che hanno completato l'apposito corso di formazione sul loro pianeta natale. Ma dopo un po’, la nostalgia per la Terra avrà il sopravvento. Ma si presume che nessuno di loro tornerà più sul pianeta natale. Gli psicologi hanno cercato di simulare il comportamento dei coloni terrestri su Marte. Ma poiché nessuno si è mai trovato in una situazione del genere, i calcoli sono puramente teorici. Gli psicologi dicono che durante il primo anno i coloni saranno impegnati a sistemare le loro case, creare infrastrutture e studiare il territorio marziano. Ma nel giro di un anno la nostalgia per il nostro pianeta natale prenderà il sopravvento e la realtà marziana diventerà gradualmente noiosa. Il legame con la Terra potrà anche gettare benzina sul fuoco, quando sarà possibile comunicare con parenti, persone care, amici e conoscenti che i primi coloni non avrebbero mai più incontrato di persona. L’adattamento psicologico può essere estremamente doloroso. Inoltre, è difficile prevenire tutti i possibili pericoli che i coloni dovranno affrontare. Nonostante i test psicologici approfonditi durante la selezione dei candidati per il reinsediamento, le persone potrebbero sperimentare reazioni psicologiche impreviste, tra cui aggressività incontrollabile e l’uso di armi contro i loro “co-pianeti”. Pertanto, durante un ipotetico trasferimento su Marte, si dovrebbe prestare particolare attenzione all'adattamento psicologico dei coloni.

A proposito, i giovani, la cui psiche è ancora flessibile, saranno in grado di adattarsi alle nuove condizioni molto più velocemente. La cosa più difficile sarà per le persone con stereotipi comportamentali profondamente radicati e una costituzione psicologica tutt’altro che flessibile.

Ci sarà Internet su Marte?

Il tempo impiegato da un segnale per viaggiare da un pianeta all'altro sarà compreso tra 186 e 1338 secondi (a seconda della posizione relativa). In media sono 12 minuti. In questo caso, il ping avrà una media di 40–45 minuti.

Si presume che apparirà un hosting interplanetario in grado di sincronizzare i server terrestri e marziani. Naturalmente, ci sarà sicuramente Internet su Marte. Oggi è ancora difficile immaginare una metodologia dettagliata per risolvere un problema del genere, ma è già chiaro che questo problema può essere risolto tecnicamente.

I satelliti Internet potrebbero fornire Internet su Marte

I bambini nasceranno su Marte?

I primi piccoli marziani potrebbero nascere nei primi anni di esistenza di una colonia terrestre sul Pianeta Rosso. Si presume che la popolazione di Marte aumenterà non solo a causa degli immigrati dalla Terra, ma anche a causa della crescita naturale. Per i nati direttamente su Marte, sarà molto più facile adattarsi alle difficili condizioni marziane. Ma per avere figli, naturalmente, sarà necessario creare un sistema di assistenza medica altamente professionale per i nuovi marziani.

I voli e il reinsediamento su Marte sono ancora solo una teoria e un sogno. Ma nel prossimo futuro questi piani potrebbero essere realizzati. E solo allora la pratica mostrerà se i voli umani su Marte sono possibili e se è realistico sopravvivere sul Pianeta Rosso. Ma è nella natura umana superare gli ostacoli, altrimenti non sarebbe sopravvissuto nemmeno sul suo pianeta natale. Ecco perché oggi c'è speranza che già in questo secolo non solo la Terra, ma anche uno dei pianeti più vicini sarà abitata, il che segnerà l'inizio di una nuova era per l'umanità stessa.

Chi non è nemmeno molto bravo in astronomia sa quanto tempo ci vuole per volare su Marte: è molto tempo. Tuttavia, nel mondo dei voli spaziali professionali, molto dipende dalla missione del volo, dal tipo di veicolo che vola: con equipaggio o semplicemente una sonda, e da altri fattori.

Indicatori classici di un volo su Marte:

• Vola su Marte per almeno centoquindici giorni (utilizzando la tecnologia attuale). Puoi volare su Marte alla velocità della luce in almeno 3 minuti (182 secondi)
• Dovremo superare cinquantacinque milioni di chilometri.
• Con la velocità di volo, tutto è ancora più complicato, perché finora la navicella spaziale più avanzata non può volare a una velocità superiore a ventimila chilometri orari.

Comunque è tutto in ordine! Scopriamo se i parametri fondamentali che abbiamo indicato sopra sono plausibili. Scopriamo quanto tempo ci vuole per volare su Marte in termini di tempo, distanza e a quale velocità puoi volare su Marte. E ciò che si sta facendo per accelerare il volo, renderlo più economico e più sicuro.

Perché c'è voluto così tanto tempo?

Innanzitutto bisogna chiarire che Marte si trova a cinquantacinque milioni di chilometri dalla nostra sede planetaria. Quindi, anche se la Terra e questo pianeta smettessero di muoversi, dovranno volare in linea retta per centoquindici giorni, poiché la velocità degli aerei non supera ancora i ventimila chilometri orari. In realtà, sia Marte che la Terra ruotano attorno alla nostra stella. Pertanto, non puoi semplicemente prendere e varare una nave direttamente al tuo indirizzo di residenza permanente.

La traiettoria di volo è pensata in modo tale che funzioni il principio dell'avanzamento. Cioè, in sostanza, il dispositivo sta volando verso un luogo dove Marte non è ancora, ma lo sarà quando arriverà la nave.

Un altro problema è il carburante. Il volo richiede un'incredibile quantità di carburante. Sarebbe bello avere una scorta infinita. Ma per ora dobbiamo accontentarci delle capacità attuali. Se non ci fossero ostacoli, gli scienziati accelererebbero le navi a velocità enorme fino alla metà del viaggio, quindi gli ugelli si girerebbero e rallenterebbero la nave. In teoria, tutto è possibile. Solo allora dovrai costruire un aereo di dimensioni incredibili con un serbatoio di carburante incredibilmente enorme.

Idee per velocizzare i voli su Marte

Ad essere onesti, gli ingegneri non devono affrontare il compito di accelerare, ma il compito di risparmiare carburante. Basta non pensare che stiamo parlando della salute dell’ambiente. È tutta una questione di risparmio sui costi reali.

La NASA oggi utilizza il metodo della traiettoria Homan, che consiste nello sviluppare un metodo che porti a notevoli risparmi di carburante. Il metodo è stato sviluppato dal signor Goman nel 1925. Si tratta di consegnare le navi non direttamente sul pianeta rosso, ma nell'orbita del Sole. Ad un certo punto, questa orbita si intersecherà con quella marziana, a seguito della quale la nave sarà immediatamente legata a Marte.

Sembrerebbe che tutto sia così semplice. Ma in realtà, tali manipolazioni nascondono un lavoro molto serio su calcoli precisi.

È vero, c'è un'altra opzione. Prova il metodo della cattura balistica, quando un veicolo spaziale viene lanciato nell'orbita di Marte verso il pianeta. Quando il pianeta rosso si avvicina, la sua stessa gravità cattura la nave, con conseguente notevole risparmio di carburante. Ma non il tempo che occorre molto più del solito.

Combustibili promettenti

Uso di missili nucleari

I missili nucleari sono, ovviamente, una buona prospettiva. Il loro lavoro può essere svolto riscaldando un combustibile liquefatto, ad esempio l'idrogeno. Dopo il processo termico, sarà necessario espellere questo carburante dall'ugello ad alta velocità. E questo creerà la trazione necessaria. In teoria, questo tipo di carburante potrebbe ridurre il tempo di volo a sette mesi terrestri.

Applicazione del magnetismo

Un’altra opzione per accelerare è utilizzare le capacità di un razzo al plasma magnetico a momento variabile. Il movimento del dispositivo avverrà a causa di un dispositivo elettromagnetico, in cui il carburante viene riscaldato e ionizzato utilizzando un'onda radio. Questo crea gas ionizzato o, in altre parole, plasma, che successivamente accelera le navi. E il lavoro su un dispositivo del genere è già in corso. In futuro, prevedono di montarlo sulla ISS per mantenere la stazione in orbita. E se tutto andrà bene con il test del dispositivo, ciò contribuirà ad abbreviare il viaggio su Marte fino a cinque mesi.

Antimateria

L'uso delle proprietà dell'antimateria è probabilmente la teoria più estrema. Per ottenere l'antimateria è necessario utilizzare un acceleratore di particelle. Perché quando particelle di antimateria e materia si scontrano, si verifica un rilascio inimmaginabilmente forte di energia colossale (secondo Einstein), la velocità della nave aumenterà così tanto che sarà possibile raggiungere il pianeta rosso in soli quarantacinque giorni. E ciò richiederà circa dieci milligrammi di antimateria. Ma la produzione di una quantità così piccola costerà duecentocinquanta milioni di dollari.

Oggi gli scienziati stanno lavorando non solo su questi, ma anche su altri progetti molto interessanti e promettenti che aiuteranno a recuperare diversi mesi di tempo.

Piani degli scienziati russi

L'eminente scienziato russo Accademico Grigoriev afferma che è possibile arrivare su Marte in trentotto giorni. Per fare questo dovrai utilizzare motori a ioni. Tuttavia, si ritiene che un progetto del genere costerebbe molto denaro. Ma lo scienziato ha affermato con coraggio che questi soldi sono molto insignificanti rispetto al bilancio militare di molti paesi.

Siamo già stati su Marte

Il Mariner 4 della NASA fu il primo a visitare Marte: fu lanciato nel 1964 e arrivò sul pianeta rosso nel 1965. Durante il volo, il dispositivo scattò ventuno fotografie. Il Mariner 4 impiegò duecentoventotto giorni per raggiungere Marte.

Un'altra nave, la Mariner 6, partì per il pianeta nel febbraio 1969 e finì su Marte a luglio. Gli occorreranno centocinquantasei giorni.

Il Mariner 7 fu ancora più veloce, raggiungendo il pianeta in centotrentuno giorni.

C'era anche il Mariner 9, che entrò con successo nell'orbita marziana nel 1971. La nave trascorse centosessantasette giorni in volo fino al suo punto di arrivo.

Ecco come va lo studio di Marte. Ogni dispositivo inviato sul pianeta trascorre in media dai centocinquanta ai trecento giorni sulla strada. L'ultimo, Curiosity Lander (2012), ha raggiunto il pianeta rosso in duecentocinquantatre giorni.

Volo di sola andata! Le cose più interessanti devono ancora venire!

La compagnia Mars One intende inviare un gruppo di astronauti sul Pianeta Rosso non solo per volare in orbita, ma per costruire il primo insediamento-colonia sul suolo marziano. Ma per i pionieri questo viaggio sarà a senso unico. Non rivedranno mai più la famiglia, i propri cari, gli amici, non parleranno con loro al telefono e non potranno nemmeno usare Internet.

Nonostante il futuro spaventoso, c’erano ancora più di duecentomila anime coraggiose che fecero domanda per partecipare alla missione. Il progetto ha selezionato circa millecinquantotto candidati. Di questi, i primi quattro vincitori della fase preparatoria andranno sul pianeta nel 2025. Poi, ogni due anni terrestri, si uniranno a loro altri marsonauti.

Ma tutte queste sono solo parole generali. Ma cosa attende realmente chi si avventura nell’ignoto? E come cambierà l'opinione di ciascuno di noi, che fino ad ora voleva essere al loro posto, quando apprenderemo dei processi imminenti?

Volo lungo e per niente divertente

La compagnia Mars One ha affermato che il volo verso il pianeta rosso richiederà molto probabilmente almeno sette mesi, o addirittura otto. Molto dipenderà dalla posizione attuale della Terra rispetto a Marte. E durante questo lungo viaggio, gli astronauti dovranno sopportare uno spazio estremamente piccolo e angusto sulla nave e l'assenza di tutti i comfort familiari alla gente moderna.

È terribile, ma anche il bagno normale diventerà un lusso insostenibile. E così, senza mai lavarsi, mangiando esclusivamente cibo in scatola, sotto il costante ronzio di ventilatori, sistemi informatici e il rumore dei sistemi di supporto vitale, questi veri eroi dovranno cercare di non impazzire e volare su Marte in piena salute.

E non sono tutti i problemi. Esiste una cosa terribile come una tempesta solare. E se dovesse accadere lungo il percorso, gli astronauti dovranno imprigionarsi in uno spazio ancora più ristretto che li proteggerà dai dannosi raggi del sole.

Una vera prova per i nervi

Il nostro accenno alla probabile instabilità mentale che minaccia ogni astronauta durante il volo è una minaccia molto reale. Il progetto Mars-500 è stato implementato sulla piattaforma russa. Vi hanno preso parte sei cosmonauti, quattro dei quali hanno mostrato lo sviluppo di uno stato depressivo durante cinquecentoventi giorni di permanenza in uno spazio ristretto. Ho iniziato ad avere problemi a dormire. In una persona, anche a causa della mancanza cronica di sonno, attenzione e capacità di concentrazione hanno sofferto.

In effetti, nessun astronauta ha mai trascorso così tanto tempo nello spazio. Inoltre, senza comunicazione e altre condizioni, il più vicino possibile alla solita vita comoda, anche se a gravità zero. Non è consentito rimanere sulla ISS per più di sei mesi semplicemente perché si verifica una perdita di tessuto osseo e muscolare.

Ricordiamo che i marsonauti dovranno trascorrere più di duecento giorni in volo - più di sei mesi.

Il passaggio del tempo marziano

Una giornata su Marte dura solo quaranta minuti in più che sulla Terra. Su una scala di un mese, forse non una differenza terribile. Ma in effetti, questo sarà evidente agli abitanti della futura colonia. Inoltre, l'anno marziano ha seicentottantasette giorni. Si scopre che col tempo i marziani appena coniati saranno due volte più giovani dei loro coetanei sulla Terra.

Sensazione di disperazione

Gli astronauti che avevano viaggiato sulla Luna dietro di loro hanno detto che mentre si allontanavano dal loro pianeta natale, sentivano una sensazione di confusione e una certa frustrazione crescere nel loro petto e nella loro testa. Cosa succederà a chi andrà su Marte, verso il quale il volo impiega molto più tempo che verso la Luna?!

Gravità marziana

La gravità che attende gli astronauti sul Pianeta Rosso è ciò che renderà impossibile il ritorno sulla Terra, a casa. Il fatto è che la forza gravitazionale marziana è solo un terzo della nostra forza planetaria. In altre parole, se il peso di una persona sulla Terra è di cento chilogrammi, nelle condizioni della nuova colonia scenderà a trentotto. Di conseguenza, i muscoli si atrofizzeranno, le ossa si indeboliranno e dopo qualche tempo la persona non sarà più in grado di tornare alla vita normale sul suo pianeta natale.

La situazione è simile sulla ISS. Ma gli astronauti vengono salvati dalla breve durata della loro permanenza nello spazio.

Riproduzione su Marte

Gli organizzatori di una missione su Marte per creare lì una colonia consigliano ai futuri coloni di non tentare di concepire figli. Ci sono diversi motivi. Prima di tutto, inizialmente non ci saranno le condizioni per una normale vita familiare sul pianeta. Quindi non si sa nulla su come possano procedere il concepimento e lo sviluppo fetale dopo tanti mesi di volo, e nemmeno nelle nuove condizioni marziane.

Lo sport è il nostro tutto!

Per rimanere capaci di almeno qualche azione, per evitare che i muscoli si atrofizzino completamente e per evitare che le ossa si adattino alle condizioni marziane semplificate, bisognerà mantenere stabilmente la forma. C'è ancora una cosa da capire. Nello spazio, il cuore e gli altri organi iniziano a funzionare in modo leggermente diverso. In ogni caso, dovrai trascorrere diverse ore praticando sport. Anche sulla Stazione Spaziale gli astronauti devono allenarsi fino a due ore al giorno.

La realtà marziana

Il peggio deve ancora venire. La formazione, i problemi di procreazione e altre cose sopra descritte non sono la prospettiva più spaventosa. Malattie! Nessuno potrà ricevere assistenza medica su Marte. Forse in futuro, nelle condizioni di una colonia già sviluppata, sarà possibile fornire ai coloni cure decenti. Ma non all'inizio della missione. Anche gli infortuni e le malattie più lievi dovranno essere evitati.

Infezione marziana

Molti decideranno che non c'è nulla da cui contrarre l'infezione nello spazio. Ebbene, le astronavi subiscono un lungo processo di disinfezione. Questo viene fatto per escludere la possibilità che i batteri terrestri entrino nelle condizioni, ad esempio, del clima marziano. Ma questo fatto non dovrebbe rendere molto felici i futuri coloni di Marte. Se contraggono qualche tipo di infezione su questo pianeta, non è un dato di fatto che anche se si presenta l'opportunità di tornare a casa, la Terra accetterà nuovamente una persona del genere. Dopotutto, nessuno saprà come curare una malattia extraterrestre. E la diffusione dell’epidemia spaziale deve essere prevenuta fin dall’inizio.

Non ci saranno più piatti preferiti

Il progetto prevede di imparare a coltivare verdure nel clima marziano. Un'iniziativa molto importante, poiché il cibo sottratto alla Terra finirà presto. Ma si possono coltivare solo spinaci, fagioli e lattuga. Ma dovrai rinunciare al cibo animale per molto tempo. Beh, dovresti dimenticarti completamente delle patate fritte, dei formaggi, ecc.

Atmosfera marziana

L'atmosfera marziana è in uno stato estremamente rarefatto, circa l'1% di quella terrestre. Il novantasei per cento dell'aria su Marte è costituito da anidride carbonica con tracce di ossigeno. Quindi i marsonauti non potranno uscire a prendere una boccata d'aria fresca.

Ma le prove non finiscono qui. Ci sono terribili tempeste di sabbia sul pianeta. Possono durare da alcune ore a diversi giorni e coprire quasi l'intero pianeta. La sabbia che si solleva in questo momento può essere molto tossica per il corpo umano. Quindi, se vuoi fare una passeggiata, puoi farlo con tempo calmo e solo con la tuta spaziale.

Silenzio e niente Internet

Se decidi di inviare alcune informazioni da Marte, il ritardo sarà compreso tra tre e ventidue minuti. Pertanto le comunicazioni telefoniche non sono efficaci. Il messaggio di testo verrà inviato con un ritardo di sei minuti.

Non ci sarà Internet normale, tranne forse alcuni siti caricati sulla Terra. E secondo un insider, Mars One afferma che i coloni avranno accesso alle loro risorse preferite, ma non è previsto l'accesso completo a Internet.

Radiazione

Grazie al rover Curiosity è stato possibile scoprire a quale livello di radiazioni saranno esposti gli astronauti sul Pianeta Rosso. Anche qui la nuova casa non mostra cordialità. Il rover ha trasmesso dati che mostravano seicentosessantadue (±108) millisievert, due terzi del limite dei mille millisievert. Ma su Marte non esiste un campo magnetico che possa in qualche modo resistere a un effetto così terribile. Quindi, con ogni passeggiata sulla superficie del pianeta, una persona si esporrà a un pericolo terribile.

Non hai ancora capito?

Una volta arrivato su Marte, morirai lì!

O morirai di malattie che non possono essere curate. O da passeggiate imprudenti sotto l'influenza delle radiazioni. Alla fine, anche se non ti succede nulla di speciale, morirai comunque lontano da coloro che hai amato per tutta la vita, di cui hai fatto tesoro.

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