Poleti na Mars so v bližnji prihodnosti. Kako dolgo leteti na Mars Kako dolgo leteti na Mars z zemlje

Vesoljski poleti zanimajo človeštvo že desetletja in stotine let. V starih časih so ljudje s preprostimi teleskopi preučevali nebo in iskali odgovore o zemeljskem življenju. Po raziskovanju Lune z vesoljskimi plovili je Mars ujel misli človeštva. Vodilni oblikovalci vesolja se sprašujejo o tem, kako izračunati optimalno pot leta in kako dolgo leteti na Mars.

Mars je planet v sončnem sistemu, ki ga je človeštvo odkrilo med prvimi. Zasluge: version.info.

Razdalja do Marsa

Rdeči planet je drugi najbolj oddaljen od Zemlje. Razdalja med Marsom in Zemljo se giblje od 55 milijonov do 400 milijonov km.

Svetloba potuje do Marsa v 3-22 svetlobnih minutah. Odvisno je od položaja planetov v orbiti. Leta 1964 so ZDA izstrelile Mariner 4, ki je Mars dosegel v 228 dneh. Posnel je 21 fotografij in jih poslal na Zemljo. Leta 1969 je Mariner 6 Rdeči planet dosegel v 155 dneh. Umetni satelit je preučeval stanje atmosfere in izmeril površinsko temperaturo. Kot rezultat poznejših letov so nastali zemljevidi Marsa.

Viking 1 je pristal na površju 304 dni po izstrelitvi. Vesoljsko plovilo, imenovano Viking 2, je po 333 dneh doseglo končni cilj. Posnetih je bilo več kot 16.000 barvnih fotografij. Poleti na Mars z Zemlje se v 21. stoletju nadaljujejo. Med domačimi vesoljskimi plovili velja omeniti Mars-1, ki je v 230 dneh premagal milijone kilometrov. Trajanje letov je navedeno v eno smer.

Povprečni čas letenja

Čas potovanja ni odvisen od tehnološkega napredka. Če ga želite določiti, morate opraviti zapletene matematične izračune in analizo orbit nebesnih teles. Če vzamemo, da je povprečna razdalja med planeti 225 milijonov km, letenje s povprečno hitrostjo letala (1000 km/h) traja 22.000 dni. To je več kot 60 let. Lahko pa uporabite najhitrejše vesoljsko plovilo, ki bo razdaljo premagalo v 39 dneh. Njegova hitrost doseže 58.000 km/h.

Ni enotne poti in časa za premagovanje. V enem letu vsi planeti zasedejo različna mesta v svojih orbitah, kar spremeni razdaljo med njimi. Let na Mars s svetlobno hitrostjo (več kot 299 milijonov km/h) bo trajal od 3 do 22 minut. Najhitrejša ladja Voyager-1 pa lahko pluje s hitrostjo 62.140 km/h in ni primerna za prevoz potnikov.

Poleti na Mars so raziskovalne misije, ki se izvajajo od 60. let 20. stoletja brez posadke z uporabo roverjev in orbitalnih postaj. Zasluge: version.info.

Sodobna raketa lahko doseže hitrost do 8350 km/h. Pri tej hitrosti bo trajanje leta 6586 ur. To je približno 274 dni na najmanjši oddaljenosti Marsa od Zemlje. Na največji razdalji bo trajanje potovanja do 5,47 leta. Temu obdobju moramo prišteti še čas povratne dostave astronavtov.

Je človek sposoben leteti?

Organizatorji misije se soočajo s problemom pošiljanja ladje tja in vrnitve nazaj. Hitreje kot leti, bolje je. Minimalna hitrost naj bi bila 18.000 km/h.Če upoštevamo obdobje konvergence planetov, ki traja približno 500 dni, bo pot do Marsa trajala najmanj 33 zemeljskih mesecev. Vesoljske popotnike na poti čakajo nevarnosti:

• sevanje;
• izolacija;
• dolžina poti;
• gravitacijska polja;
• omejen prostor itd.

Kozmično sevanje povzroča veliko škodo zdravju ljudi. Nihče ne more napovedati rezultatov njegovega vpliva. Dolgotrajna izolacija vodi v motnje spanja, spremembe v vedenju in odnosih med udeleženci vesoljske ekspedicije.

Vesolje ni prostor za življenje ljudi. Za ustvarjanje udobnih pogojev na ladji je potrebno veliko truda. Naprava bo prevozila polovico razdalje z največjo možno hitrostjo, nato pa začela zavirati, da doseže mehak pristanek.

Ko je vesoljska ladja na površini Rdečega planeta, ne more čakati na hitro pomoč z Zemlje. Posledice vpliva zemeljske, kozmične in tuje gravitacije na telo še niso raziskane.

Človek bo na poti na Mars prejel ogromno dozo sevanja. Zasluge: discover24.ru

Druga težava človeka na Marsu je pomanjkanje zraka. Atmosfera Rdečega planeta vsebuje 96% ogljikovega dioksida, zato se morate vedno gibati z dihalnimi aparati. Pogosti peščeni viharji lahko uničijo opremo in bivališča Zemljanov ter ubijejo astronavte same. Nevarnost predstavljajo različne še neznane bolezni.

Poraba goriva

Inženirji predlagajo letenje na napravah z jedrskimi motorji. Potrebujejo vodik v količini 6 ton. Pri povratku je predvidena uporaba ogljikovega dioksida, ki je na voljo na Rdečem planetu. Voda se razgradi na vodik in kisik, ki se uporabljata za dihanje in proizvodnjo metana. Številne nianse otežujejo natančen izračun količine goriva, potrebnega za potovanje.

Zamisel o segrevanju in ioniziranju goriva z uporabo radijskih valov je zanimiva. Rezultat procesa je plazma. Je cenejši od jedrskega goriva.

Antimaterija je nova vrsta goriva za medzvezdna potovanja. Hitrost vesoljskega plovila se razvije skoraj do ravni svetlobe, čeprav podobnih naprav še ni. Po izračunih je za potovanje na Mars potrebno približno 10 mg antimaterije (v vrednosti več kot 240 milijonov dolarjev).

Sprejemljive trajektorije letenja

V sončnem sistemu je veliko gravitacijskih točk, v katere ni mogoče trčiti. Zato so bile razvite varne trajektorije letenja do Rdečega planeta:

• eliptični (Homanovsky);
• parabolični;
• hiperbolično.

Pot leta je izračunana tako, da vesoljsko plovilo ni usmerjeno neposredno proti planetu, temveč proti točki, ki jo bo doseglo po določenem času. Zasluge: mks-onlain.ru.

Hohmannovo trajektorijo je razvil Walter Hohmann, inženir iz Nemčije. Ladja se spusti proti gibanju Zemlje. Za uporabo te metode je značilna poraba velike količine goriva za zaviranje. Balistično zajemanje je metoda izstrelitve vesoljskega plovila proti Marsu v njegovi orbiti. Zaviranje nastane zaradi atmosferskega upora.

Parabolična trajektorija je težka, a kratka pot. Premaga se v 80 dneh, ko se ladja giblje s 3. kozmično hitrostjo (16,7 km/h). Za manever je potrebno več goriva, prihranki so posledica krajšega trajanja leta: zmanjšajo se stroški hrane in delovanja sistemov za vzdrževanje življenja.

Hiperbolična pot leta je najkrajša pot za vesoljsko misijo. S takšnim poletom se zmanjša čas izpostavljenosti astronavtov kozmičnemu sevanju. Za zdaj je takšno potovanje nemogoče, saj... vesoljske ladje, ki potujejo s hiperbolično hitrostjo, so v razvoju.

Za Venero je drugi Zemlji najbližji planet v Osončju. Zaradi svoje rdečkaste barve je planet prejel ime boga vojne. Nekatera prva teleskopska opazovanja (D. Cassini, 1666) so pokazala, da je rotacijska doba tega planeta blizu Zemljinemu dnevu: 24 ur 40 minut. Za primerjavo, natančna rotacijska doba Zemlje je 23 ur 56 minut 4 sekunde, za Mars pa je ta vrednost 24 ur 37 minut 23 sekund. Izboljšave teleskopov so omogočile odkrivanje polarnih kap na Marsu in začetek sistematičnega kartiranja površja Marsa.

Konec 19. stoletja je iz optičnih iluzij nastala hipoteza, da na Marsu obstaja razvejana mreža kanalov, ki jih je ustvarila visoko razvita civilizacija. Te predpostavke so sovpadale s prvimi spektroskopskimi opazovanji Marsa, ki so črte kisika in vodne pare Zemljine atmosfere zamenjale za črte Marsove atmosfere.

Posledično je ideja o napredni civilizaciji na Marsu postala priljubljena v poznem 19. stoletju in začetku 20. stoletja. Najbolj presenetljive ilustracije te teorije so bili leposlovni romani "Vojna svetov" G. Walesa in "Aelita" A. Tolstoja. V prvem primeru so bojeviti Marsovci skušali zavzeti Zemljo s pomočjo velikanskega topa, ki je proti Zemlji izstrelil cilindre z desantnimi silami. V drugem primeru zemljani za potovanje na Mars uporabljajo raketo na bencinski pogon. Če v prvem primeru medplanetarni let traja več mesecev, potem v drugem govorimo o 9-10 urah letenja.

Razdalja med Marsom in Zemljo je zelo različna: od 55 do 400 milijonov km. Običajno se planeta združita enkrat na 2 leti (navadne opozicije), vendar zaradi dejstva, da ima Marsova orbita veliko ekscentričnost, se bližja zbližanja (velike opozicije) pojavijo vsakih 15-17 let.

Tabela jasno kaže, da se velika nasprotja razlikujejo zaradi dejstva, da Zemljina orbita ni krožna. Pri tem so izpostavljena največja spopada, ki se zgodijo približno enkrat na 80 let (na primer leta 1640, 1766, 1845, 1924 in 2003). Zanimivo je, da so bili ljudje na začetku 21. stoletja priča največjemu spopadu v več tisoč letih. V času nasprotovanja leta 2003 je bila razdalja med Zemljo in Marsom za 1900 km manjša kot leta 1924. Po drugi strani pa se domneva, da je bilo soočenje leta 2003 minimalno v zadnjih 5 tisoč letih.

Velika nasprotja so igrala veliko vlogo v zgodovini raziskovanja Marsa, saj so omogočila pridobitev najbolj podrobnih posnetkov Marsa, poenostavila pa so tudi medplanetarna potovanja.

Do začetka vesoljske dobe je zemeljska infrardeča spektroskopija znatno zmanjšala možnosti življenja na Marsu: ugotovljeno je bilo, da je glavna sestavina atmosfere ogljikov dioksid, vsebnost kisika v atmosferi planeta pa je minimalna. Poleg tega so izmerili povprečno temperaturo na planetu, ki se je izkazala za primerljivo s polarnimi predeli Zemlje.

Prvi radar za Mars

60. leta 20. stoletja je zaznamoval pomemben napredek pri proučevanju Marsa, saj se je začela vesoljska doba, pa tudi možnost radarskega zaznavanja Marsa. Februarja 1963 je bila v ZSSR z radarjem ADU-1000 ("Pluton") na Krimu, sestavljenim iz osmih 16-metrskih anten, izvedena prva uspešna radarska lokacija Marsa. V tem trenutku je bil rdeči planet od Zemlje oddaljen 100 milijonov km. Radarski signal je bil oddajan na frekvenci 700 megahercev, skupni čas prehoda radijskih signalov od Zemlje do Marsa in nazaj pa je bil 11 minut. Izkazalo se je, da je koeficient refleksije na površini Marsa manjši od koeficienta Venere, čeprav je včasih dosegel 15%. To je dokazalo, da na Marsu obstajajo gladka vodoravna območja, večja od enega kilometra.

Možne poti leta na Mars

Let v ravni črti proti Marsu je nemogoč, saj bo na pot katerega koli vesoljskega plovila vplival gravitacijski vpliv Sonca. Zato so možne tri možnosti tirnice: eliptična, parabolična in hiperbolična.

Eliptična (Homanova) tirnica leta na Mars

Teorijo najpreprostejše trajektorije leta na Mars (eliptične), ki ima minimalno porabo goriva, je leta 1925 razvil nemški znanstvenik Walter Hohmann. Čeprav sta to trajektorijo neodvisno predlagala sovjetska znanstvenika Vladimir Vetchinkin in Friedrich Zander, je trajektorija zdaj splošno znana kot Hohmannova trajektorija.

Pravzaprav ta trajektorija predstavlja polovico segmenta eliptične orbite okoli , katere pericenter (najbližja točka orbite Soncu) se nahaja blizu izhodiščne točke (planet Zemlja), in apocenter (najbolj oddaljena točka). orbite od Sonca) blizu točke prihoda (planet Mars). Za prehod na najpreprostejšo trajektorijo leta Hohmanna na Mars je potrebno povečati hitrost zemeljskega satelita blizu Zemlje za 2,9 km na sekundo (preseganje druge kozmične hitrosti).

Najugodnejša okna za let na Mars z balističnega vidika se pojavijo približno enkrat na 2 leti in 50 dni. Odvisno od začetne hitrosti leta z Zemlje (od 11,6 km na sekundo do 12 km na sekundo) se trajanje leta na Mars giblje od 260 do 150 dni. Zmanjšanje časa medplanetarnega leta se ne zgodi samo zaradi povečanja hitrosti, ampak tudi zaradi zmanjšanja dolžine loka elipse trajektorije. Toda hkrati se poveča hitrost srečanja s planetom Mars: s 5,7 na 8,7 km na sekundo, kar oteži let zaradi potrebe po varnem zmanjšanju hitrosti: na primer za vstop v Marsovo orbito ali pristanek na površini Marsa. .

Primeri trajanja leta na Mars po eliptični tirnici

V 60 letih vesoljske dobe je bilo na Mars poslanih 50 vesoljskih misij avtomatskih sond (od tega sta bili 2 napravi, ki sta Mars uporabljali le za gravitacijski let - "Down" in "Rosetta"). Le 34 vesoljskih sond od teh petdesetih je uspelo vstopiti na medplanetarno pot leta do Marsa. Trajanje leta na Mars za te sonde (vključene so tudi najbolj znane neuspele misije):

• "Mars-1" - 230 dni (izguba komunikacije na 140. dan leta)
• "Mariner-4" - 228 dni
• "Zond-2" - 249 dni (izguba komunikacije 154. dan leta)
• Mornar 5 - 156 dni
• "Mariner-6" - 131 dni

x) 2x “Mars-69” - 180 dni (NN nesreča)

• "Mars-2" - 191 dni
• "Mars-3" - 188 dni
• "Mariner-9" - 168 dni
• "Mars-4" - 204 dni
• "Mars-5" - 202 dni
• "Mars-6" - 219 dni
• "Mars-7" - 212 dni
• "Viking-1" - 304 dni
• "Viking-2" - 333 dni
• "Phobos-1" - 257 dni (izguba komunikacije 57. dan leta)
• "Phobos-2" - 257 dni
• "Marsov opazovalec" - 333 dni (izguba komunikacije na 330. dan leta)

x) "Mars-96" - 300 dni (nesreča RB)

18) "Mars Pathfinder" - 212 dni

19) “Globalni strežnik Mars” - 307 dni

20) “Nozomi” (1. poskus) - 295 dni

20) "Nozomi" (2. poskus) - 178 dni (izguba komunikacije na 173. dan leta)

21) "Mars Clymed Orbiter" - 286 dni

22) "Mars Polar Lander" - 335 dni

23) "Mars Odiseja 2001" - 200 dni

24) "Duh" - 208 dni

25) "Priložnost" - 202 dni

26) "Mars Express" - 206 dni

27) MRO - 210 dni

28) "Phoenix" - 295 dni

29) "Radovednost" - 250 dni

x) "Mars Phobos Grunt" - 325 dni (ostal v nizki zemeljski orbiti)

30) MAVEN - 308 dni

31) MAMA - 298 dni

32) “ExoMars 2016” - 219 dni

Kot je razvidno iz tega seznama, je bil najkrajši polet na Mars let majhnega (412 kg) preletnega vozila Mariner 6 leta 1969: 131 dni. Najdaljše lete so opravile orbitalne in pristajalne misije "Mars Polar Lander" (335 dni), "Mars Observer" in "Viking-2" (po 333 dni). Očitno so bile te misije na meji zmogljivosti obstoječih raket. Enako dolg let (11 mesecev) naj bi opravila ruska misija “Mars Phobos Soil” ob vračanju s fobosovo zemljo na Zemljo.

Misija "Phobos-Grunt"

Misija Mars Phobos Ground je bila prvi poskus preizkusa poleta na Mars in nazaj. Trajanje takega leta naj bi bilo 2 leti in 10 mesecev. Podobni projekti so bili razviti v ZSSR v 70. letih 20. stoletja, le da so vključevali dostavo zemlje ne s površine Fobosa, ampak s površine Marsa. V zvezi s tem so predvideli uporabo bodisi super težke rakete N1 bodisi dveh izstrelitev težke nosilne rakete Proton.

Poleg tega je mogoče opaziti dolge lete med Zemljo in Marsom, ki sta jih opravili dve sondi za preučevanje majhnih predmetov: Dawn (509 dni) in Rosetta (723 dni).

Pogoji za potovanje na Mars

Razmere medplanetarnega prostora na poti leta do Marsa so med najbolj raziskanimi med različnimi regijami medplanetarnega prostora v Osončju. Že prvi medplanetarni let med Zemljo in Marsom, ki ga je izvedla sovjetska postaja "Mars-1" v letih 1962-1963, je pokazal prisotnost meteorskih rojev: detektor mikrometeoritov postaje je zabeležil trke mikrometeoritov vsaki 2 minuti na razdalji 20-40 m. milijonov km od Zemlje. Prav tako so meritve z iste postaje omogočile merjenje jakosti magnetnih polj v medplanetarnem prostoru: 3-9 nanoTesla.

Ker obstaja veliko projektov za človeški polet na Mars, imajo meritve kozmičnega sevanja v medplanetarnem prostoru posebno vlogo pri tovrstnih raziskavah. Da bi to naredili, je bil na krovu najnaprednejšega Marsovega roverja (Curiosity) nameščen detektor radiacijskega okolja (RAD). Njegove meritve so pokazale, da že kratek medplanetarni let predstavlja veliko nevarnost za zdravje ljudi.

Še bolj zanimiv poskus proučevanja vpliva pogojev dolgega medplanetarnega leta na žive organizme naj bi potekal v okviru neuspele ruske misije Mars-Fobos-Grunt. Njegovo povratno vozilo je poleg vzorcev zemlje nosilo 100-gramski modul LIFE, ki je vseboval deset različnih mikroorganizmov. Poskus naj bi omogočil oceno vpliva medplanetarnega okolja med triletnim poletom v vesolje.

Preučevanje možnosti človeškega poleta na Mars

Vzporedno s prvimi poskusi izstrelitve avtomatskih sond na Mars od leta 1960 so v ZSSR in ZDA razvijali projekte za polet s posadko na Mars s ciljem izstrelitve leta 1971. Te projekte je odlikovala masa medplanetarne ladje na stotine ton in prisotnost posebnega oddelka z visoko stopnjo zaščite pred kozmičnim sevanjem, kamor se je morala posadka zateči med sončnimi izbruhi. Napajanje takih ladij bi moralo prihajati iz jedrskih reaktorjev ali zelo velikih sončnih kolektorjev. V pripravah na takšne polete so bili izvedeni zemeljski poskusi za izolacijo ljudi (»Mars-500« in Marsova testna mesta na kanadski Arktiki, Havaji itd.) in poskusi za ustvarjanje zaprtih biosfer (»BIOS« in »Biosphere-2). ”). Kot je razvidno iz imena eksperimenta "Mars-500", obstaja možnost letenja na Mars v približno 500 dneh, kar je 2-krat krajše kot pri klasični shemi (2-3 leta).

Kot je razvidno v primerjavi s klasično shemo, se čas bivanja v Marsovem sistemu v tem primeru skrajša s 450 na 30 dni.

Parabolična pot leta na Mars

V primeru leta na Mars po parabolični tirnici bi morala biti začetna hitrost vesoljskega plovila enaka tretji ubežni hitrosti: 16,7 km na sekundo. V tem primeru bo let med Zemljo in Marsom trajal le 70 dni. Toda hkrati se bo hitrost srečanja s planetom Mars povečala na 20,9 km na sekundo. Hitrost vesoljskega plovila glede na Sonce med paraboličnim letom se bo zmanjšala z 42,1 km/s blizu Zemlje na 34,1 km/s blizu Marsa.

Toda hkrati se bodo stroški energije za pospeševanje in upočasnjevanje povečali za približno 4,3-krat v primerjavi z letom po eliptični (Homanovi) trajektoriji.

Pomen tovrstnih poletov narašča zaradi močnega sevanja v medplanetarnem prostoru. Čeprav parabolični let zahteva več goriva, po drugi strani zmanjšuje zahteve po zaščiti pred sevanjem ter količino zalog kisika, vode in hrane za posadko vesoljskega plovila. Parabolične trajektorije so v zelo ozkem razponu, zato je veliko bolj zanimivo upoštevati širok razpon hiperboličnih trajektorij, med katerimi se bo vesoljsko plovilo gibalo proti Marsu z ubežno hitrostjo iz Osončja, ki presega tretjo ubežno hitrost.

Hiperbolična trajektorija leta na Mars

Človeštvo je že obvladalo možnost pospeševanja vesoljskih plovil do hiperboličnih hitrosti. V 60 letih vesoljske dobe je bilo v medzvezdni prostor izstreljenih 5 vesoljskih sond (»Pioneer 10«, »Pioneer 11«, »Voyager 1«, »Voyager 2« in »New Horizons«). Tako je New Horizons potreboval le 78 dni, da je poletel od Zemlje do Marsove orbite. Nedavno odkriti prvi medzvezdni objekt "Oumuamua" ima še večjo hiperbolično hitrost: preletel je prostor med Zemljo in Marsovo orbito v samo 2 tednih.

Trenutno se razvijajo projekti za polete na Mars po hiperboličnih trajektorijah. Pri tem veliko upov polagamo na električne (ionske) raketne motorje, katerih izpušna hitrost lahko doseže 100 km/s (za primerjavo, pri kemičnih motorjih je ta številka omejena na 5 km/s). Trenutno se to področje hitro razvija. Tako so ionski motorji sonde Dawn lahko zagotovili povečanje hitrosti za več kot 10 kilometrov na sekundo, pri čemer so v 10 letih misije porabili le pol tone ksenona, kar je rekord za katero koli medplanetarno postajo. Glavna pomanjkljivost takih motorjev je majhna moč, ki jo povzroča uporaba virov energije majhne moči (sončne baterije). Tako je evropska postaja SMART-1 potrebovala celo leto, da je iz geotransferne orbite poletela na Luno. Za primerjavo, običajne lunarne postaje so na Luno poletele v le nekaj dneh. V zvezi s tem bo opremljanje medplanetarnih vesoljskih plovil z ionskimi motorji tesno povezano z razvojem vesoljskih jedrskih elektrarn. Predvidoma bo motor VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) z močjo 200 megavatov, ki deluje na argon, sposoben izvajati 40-dnevne človeške polete na Mars. Za primerjavo, podmornice razreda Seafull uporabljajo 34-megavatni jedrski reaktor, letalonosilka razreda Gerald Ford pa 300-megavatni jedrski reaktor.

Še bolj privlačne možnosti na področju poletov na Mars obljublja projekt motorja X3, ki je teoretično sposoben dostaviti osebo na Mars v samo 2 tednih. Pred kratkim je ta motor, ki so ga razvili znanstveniki na univerzi v Michiganu, ameriških zračnih silah in Nasi, pokazal rekordno moč (100 kW) in potisk (5,4 newtona). Prejšnji rekord potiska za ionski motor je bil 3,3 newtona.

Prvi, ki je razmišljal o tem, koliko časa bo trajalo, da človek poleti na Mars, in naredil tehnično analizo te možnosti, je bil leta 1948 znanstvenik, eden od utemeljiteljev sodobne raketne znanosti. Za njim so idejo o takšnem poletu obravnavale tako prve vesoljske sile kot zasebna podjetja.

Koliko kilometrov leteti na Mars z Zemlje?

Mars je četrti planet od Sonca in najbližji Zemlji, takoj za Venero. Misija na Venero je težavna zaradi njenih podnebnih razmer:

• ogromen atmosferski tlak;
• kisel dež;
• toplota.

Tam nimamo možnosti!

Podnebne razmere Marsa so najbolj primerne za obisk. Razdalja med planeti je po kozmičnih merilih mikroskopska. Toda človek bo moral veliko leteti na Mars, desetine ali celo stotine milijonov kilometrov.

Bistvo je, koliko kilometrov leteti od Zemlje, je v veliki meri odvisno od specifične trajektorije - poti potovanja. Običajno je v obliki "velikega loka", ki elegantno povezuje čas izstrelitve na Zemlji s ciljem. Ti loki so mnogokrat daljši od razdalje v ravni črti med dvema nebesnima telesoma v določenem trenutku.

Vprašajmo se: - Koliko časa traja pot do Marsa?

Predpostavimo, da za naše izračune uporabljamo preprosto pot v ravni črti, kjer je razdalja minimalna.

Na podlagi dejstva, da se planeti v sončnem sistemu vrtijo okoli Sonca, vsak po svoji eliptični orbiti, s svojo edinstveno hitrostjo, se bo razdalja med dvema planetarnima objektoma nenehno spreminjala. Znanstvenikom je uspelo ugotoviti razdaljo, koliko kilometrov leteti po linearni poti od Zemlje do Marsa:

• Največja razdalja bo 401.330.000 km.
• Povprečna dolžina poti je 227.943.000 km.
• Najmanj, kar bomo morali premagati, je le 54.556.000 km.

Planeti dosežejo to najmanjšo medsebojno razdaljo približno vsaki dve leti. In to je pravi čas za začetek misij.

Kje naj bo Mars med izstrelitvijo?

Do cilja ne boste mogli leteti v ravni črti. Prej je bilo rečeno, da se planeti nenehno premikajo. V tem primeru vesoljsko plovilo preprosto ne bo srečalo rdečega planeta na svoji poti in ga bo treba teoretično dohiteti. V praksi je to nemogoče, takšnih tehnologij za zasledovanje planetarnega objekta še nimamo.

Zato morate za polet izbrati izstrelitev, ko prihod v orbito sovpada s prihodom samega Marsa na isto mesto ali prispeti prej in mu dovoliti, da nas dohiti.

Praktično to pomeni, da lahko začnete svoje potovanje šele, ko so planeti v pravilnem položaju. To okno za zagon se odpre vsakih 26 mesecev. V tem času lahko vesoljsko plovilo uporablja tisto, kar velja za energetsko najučinkovitejšo pot leta, znano kot Hohmannova trajektorija, a o tem bomo govorili kasneje.

Orbitalna mehanika oziroma koliko kilometrov je treba prevoziti

Ker sta eliptični orbiti Zemlje in Marsa različno oddaljeni od Sonca in se planeta po njiju gibljeta z različno hitrostjo, se razdalja med njima močno razlikuje. Kot smo že omenili, približno vsaki dve leti in dva meseca planeti dosežejo svojo najbližjo točko drug drugemu. Ta točka se imenuje " ", ko je lahko Mars na najmanjši oddaljenosti od Zemlje, od 55,68 do 101,39 milijona kilometrov, odvisno od tega, katero leto je.

Trinajst mesecev po soočenju pride do križišča. Kar pomeni, da sta rdeči in modri planet na nasprotnih straneh Sonca in čim bolj oddaljena. Očitno je, če želimo hitreje priti do cilja, najbolje načrtovati odhod na zastoju. A ni tako preprosto!

Hitro potovanje bi bilo mogoče, če bi medplanetarna ladja sledila ravni poti. Na žalost je potovanje po vesolju veliko bolj zapleteno kot po ravni liniji. Orbitalna mehanika vsakega planeta je edinstvena. Vsa planetarna telesa sončnega sistema so v stalnem gibanju, kar otežuje potovanje.

Koliko kilometrov torej potrebuje potovanje na Mars z Zemlje? Poskusimo ugotoviti. Če še vedno mislite, da je najboljši način, da pridete do cilja, da počakate, da se dva planeta najbolj približata drug drugemu, usmerite raketo v cilj in preletite. Vedite, da to ne bo delovalo iz več razlogov:

• Prvič, gravitacija Zemlje bo ukrivila tirnico katerega koli izstreljenega plovila. Da bi odpravili ta dejavnik, predpostavimo, da je raketa postavljena v oddaljeno orbito okoli Zemlje, kjer je gravitacija šibka in orbitalno gibanje počasno, kar omogoča, da zanemarimo obe dejstvi. Tudi takrat ta raketa še vedno kroži okoli Sonca skupaj z Zemljo in se giblje s hitrostjo okoli 30 km/s. Torej, če bo raketa še naprej letela proti predvidenemu cilju, bo ohranila hitrost Zemlje in se začela vrteti okoli Sonca, hkrati pa se bo premikala proti kontrolni točki leta.
• Drugič, če poletimo, ko je Mars najbližje Zemlji, medtem ko se vesoljsko plovilo giblje proti cilju, se bo planet oddaljil po svoji orbitalni poti veliko prej, preden bo vesoljsko plovilo premagalo razdaljo.
• Tretjič, nad celotnim sistemom je prevladovala Sončeva gravitacija. Vsa telesa se gibljejo po orbitah ali trajektorijah, ki so po Keplerjevih zakonih deli stožčastih prerezov, v tem primeru elips. Na splošno so ukrivljeni.

Če greste do cenjenega cilja med soočenjem, bo v resnici najbližja razdalja veliko pomembnejša. Če ga želite premagati, morate porabiti veliko goriva. Na žalost tehnično ne moremo povečati prostornine rezervoarjev. Zato za letenje na Mars astrofiziki pospešijo ladjo, nato pa leti po vztrajnosti, ne more se upreti gravitaciji nebesnih teles, kar znatno poveča razdaljo, ko naprava leti v velikem loku. Ta pot predstavlja polovico heliocentrične orbite okoli Sonca med Marsom in Zemljo.

Naj vas spomnimo: heliocentrična tirnica je eliptična tirnica nebesnega telesa okoli Sonca.

Izračunajmo, dolžina polovice Zemljine orbite je 3,14 AU. Mars ima 4,77 AU. Potrebujemo povprečno orbito med planeti, polovica njene dolžine je 3,95 AU. pomnožite z razdaljo 1 AU. in zaokrožite.

Naj vas spomnimo: ena astronomska enota (1 AU) je enaka 149597868 km.

Izkazalo se je, da bo približna razdalja, ki jo bo treba premagati, približno 600 milijonov kilometrov. Za natančnejši izračun, koliko kilometrov je treba preleteti, se uporabljajo bolj zapleteni algoritmi.

Koliko časa traja letenje na Mars?

Na vprašanje, koliko časa traja letenje na Mars, ni mogoče nedvoumno odgovoriti.
Čas letenja je odvisen od številnih dejavnikov:

1. hitrost naprave;
2. ruta pot;
3. relativni položaj planetov;
4. količina tovora na krovu (tovor);
5. količino goriva.

Če za osnovo vzamemo prva dva dejavnika, potem lahko teoretično izračunamo, koliko časa traja polet z Zemlje na Mars. Da bi se naprava odpravila na vesoljsko potovanje, mora vzleteti z Zemlje in premagati njeno gravitacijo.

Znanstvena dejstva: Da bi prišla v nizkozemeljsko orbito, mora biti hitrost rakete najmanj 7,9 km/s (29 tisoč km/h). Za pošiljanje ladje na medplanetno potovanje potrebujete nekaj več kot 11,2 km/s (40 tisoč km/h).

V povprečju potniki opravijo medplanetarne lete s hitrostjo približno 20 km/s. So pa tudi rekorderji.

Najhitrejše vozilo, ki ga je človek izstrelil v vesolje, je sonda New Horizons. Ne pred ne po New Horizonsih medplanetarna vozila niso odletela od Zemlje s hitrostjo 16,26 km/s. Če pa govorimo o hitrosti v heliocentrični orbiti, potem moramo hitrosti Zemlje prišteti 16,26 km/s - to je 30 km/s, in dobimo približno 46 km/s glede na Sonce. To je impresivno - 58536 km/h.

Ob upoštevanju teh podatkov bo trajanje leta do Marsa po najkrajši, direktni poti trajalo 941 ur ali 39 zemeljskih dni. Človek bo moral leteti po poti, ki ustreza povprečni razdalji med našimi planeti, 3879 ur oziroma 162 dni. Trajanje leta na največji razdalji bo 289 dni.

Sanjajmo in predstavljajmo si, da smo šli na Mars z letalom v ravni liniji. Če z letalom preletite 54,556 milijona kilometrov in je povprečna hitrost sodobnih potniških letal okoli 1 tisoč km/h, boste potrebovali 545.560 ur oziroma 22.731 dni in 16 ur. In izgleda še bolj impresivno pri skoraj 63 letih. In če letimo po elipsi, se bo ta številka povečala 8–10-krat, kar je v povprečju 560 let.

Koliko zemeljskih let, dni, ur traja, da človek poleti na Mars?

Koliko časa traja, da človek z Zemlje poleti na Mars? Če sanjate, da boste nekega dne postali astronavt na prvem poletu s posadko, bodite pripravljeni na dolgo potovanje. Znanstveniki ocenjujejo, da bo povratna pot trajala približno 450 zemeljskih dni, v povprečju 10.800 ur ali 1,2 leta.

Napovedi: kako dolgo leteti s časom

Najpomembnejša spremenljivka o tem, kako dolgo bo človek potreboval, da pride na Mars, je očitna – kako hitro greste? Hitrost je odločilni dejavnik. Hitreje kot lahko pospešimo ladjo, hitreje bomo prispeli na cilj. Čas letenja najhitrejše rakete na poti z najkrajšo linearno razdaljo med planeti ne bo daljši od 42 zemeljskih dni.

Znanstveniki so izstrelili cel kup medplanetarnih modulov, tako da imamo približno predstavo o tem, kako dolgo bo trajalo z uporabo sodobne tehnologije.

Torej v povprečju vesoljske sonde uspejo doseči Mars od 128 do 333 dni.

Če bi danes poskušali poslati človeka, bi bilo to največ, kar bi realno lahko storili - še posebej glede na to, da bi poslali veliko vesoljsko plovilo s posadko, ne le sonde velikosti terenca. Sestavite medplanetarno ladjo v Zemljini orbiti, jo napolnite z gorivom in pošljite.

Tehnološki mogotec, ki vodi SpaceX, pravi, da bi njegov medplanetarni transportni sistem lahko opravil potovanje v samo 80 dneh in bi na koncu lahko potoval v samo 30 dneh.

Države po vsem svetu izvajajo raziskave o tem, kako dolgo bo trajal človeški let na Mars. Raziskave v 90-ih so teoretično predlagale pošiljanje osebe v 2000-a. Minimalno potovanje bi trajalo 134 dni v eno smer, največ 350. Predvidevalo se je, da bo polet potekal s posadko od 2 do 12 ljudi.

Po izračunih znanstvenikov podjetja bo čas potovanja trajal približno 210 dni ali 7–8 mesecev.

Po podatkih Nase bo medplanetarno potovanje z ljudmi trajalo približno šest mesecev, da pridejo na Mars, in še šest mesecev, da se vrnejo. Poleg tega bodo morali astronavti na površju preživeti 18 do 20 mesecev, preden se bodo planeti ponovno poravnali za povratno potovanje.

Zdaj pa se pogovorimo o tem, kako dejansko priti do našega sosednjega planeta in koliko časa bo trajalo.

Kako dolgo leteti na Mars, velja za povsem preprosto: blizu Zemlje damo impulz pospeška in se premaknemo na elipso, ki se dotika obeh orbit. Ko dosežemo Mars, ponovno damo impulz, da pospešimo in se premaknemo v njegovo orbito. Čas letenja je mogoče izračunati s Keplerjevim tretjim zakonom.

Zakaj letenje traja tako dolgo

Zakaj zdaj ne moremo priti hitreje:

• Prvi razlog so velike razdalje. Najmanjša razdalja se ne izračuna niti v milijonih, ampak v desetinah milijonov kilometrov. Naj vas spomnim, da je največja razdalja do planeta 401330000 km.
• Drugi razlog je tehnološki. Najpogostejši tip motorja, ki se uporablja za vesoljske lete, je kemični raketni motor. Sposoben je pospešiti vesoljsko plovilo do zelo visokih hitrosti. Toda takšni motorji delujejo največ nekaj minut, razlog za to je prevelika poraba goriva. Raketa porabi skoraj celotno zalogo, da se odtrga od površja in premaga gravitacijsko silo planeta. Na let zaradi tehničnih razlogov trenutno ni mogoče vzeti dodatne zaloge goriva.

Kako priti na Mars z najmanjšo količino goriva

Koliko goriva bo potrebno za pot do Marsa? Najpomembnejši vidik medplanetarnega potovanja je zaloga goriva v raketi. Pri uporabi kemičnih raketnih motorjev, pravih alternativ zanje pa še ni, je potrebno veliko goriva.

• Prvič, to je posledica potrebe po premagovanju gravitacijske sile Zemlje. In večja kot je masa ladje, več energije je potrebno za vzlet in s tem goriva.
• Drugič, tudi če izberete najbolj ekonomično pot leta, mora raketa doseči vsaj 11,59 km/s. V konvencionalnih merskih enotah je to 41.724 km/h.

Poleg pridobivanja hitrosti mora vesoljsko plovilo ob približevanju Marsu le-to ponastaviti, to pa lahko dosežemo le z zagonom motorjev in ustrezno porabo goriva. Ne smemo pozabiti na delovanje sistemov za vzdrževanje življenja, saj naj bi let vključeval ljudi.

Na Mars lahko poletite v krajšem času, vendar boste morali porabiti tudi več goriva. To je posledica potrebe po povečanju hitrosti leta. V tem primeru se poveča poraba goriva za zaviranje.

Glavni problem inženirjev - kako priti na Mars z najmanjšo količino goriva - je že leta 1925 rešil Walter Homann. Bistvo njegove metode je, da namesto, da bi raketo poslali neposredno na planet, morate povečati njeno orbito, posledično bo sledila večji orbiti okoli Sonca kot Zemlja. Sčasoma bo raketa prečkala Marsovo orbito – ravno v trenutku, ko bo tam tudi on.

Temu načinu potovanja inženirji pravijo minimalna orbita za prenos energije - uporabljajo ga za pošiljanje vesoljskih plovil z Zemlje na Mars z najmanjšo količino goriva.

Kako leteti hitreje - možne poti

Na cilj lahko pridete na več načinov. Skupaj so trije, vsi se razlikujejo le po dveh parametrih - hitrosti gibanja v vesolju in času leta.

Eliptična trajektorija

Najbolj ekonomična, a tudi najdaljša možnost je eliptična pot leta. Imenuje se tudi "Gomanovskaya" v čast nemškega znanstvenika Walterja Homanna. V tem primeru bo vesoljsko plovilo prešlo tangencialno na orbito Marsa in se gibalo vzdolž elipse. Če želite leteti po taki poti, boste morali raketo pospešiti na 11,59 km/s. Čas potovanja bo 259 dni, saj je treba premagati večjo razdaljo kot pri premikanju po drugih dveh trajektorijah. Za prehod na najpreprostejšo trajektorijo Gomanov bo treba povečati hitrost gibanja satelita blizu Zemlje za 2,9 km na sekundo.

Med raziskovanjem vesolja so znanstveniki poslali več satelitov za študij natančno vzdolž poti Gomanov. To so bila sovjetska in ameriška vozila.

Parabolična trajektorija

Druga možnost je parabolična pot leta. Da bi ga dosegli, boste morali ladjo pospešiti na 16,6 km/s. Čas potovanja bo samo 70 dni. V tem primeru se znatno poveča poraba goriva za pospeševanje rakete, pa tudi za zaviranje pred pristankom. Znanstveniki ocenjujejo, da se stroški energije pri letenju po parabolični poti povečajo za 4,3-krat v primerjavi z eliptično.

Parabolična trajektorija vključuje gibanje naprave vzdolž črte v obliki parabole.

Kljub naraščajočim stroškom goriva so parabolični poleti za znanstvenike zelo privlačni. Predvsem zaradi zmanjšanja stroškov za zaščito posadke pred sevanjem, pa tudi za oskrbo z živili, kisikom in drugimi življenjskimi pripomočki.

Hiperbolična trajektorija

Zadnja možna trajektorija je hiperbolična. Za letenje po taki trajektoriji je treba napravo pospešiti do hitrosti, ki presega tretjino vesoljske hitrosti (16,7 km/s). Ko se premika po hiperbolični poti, mora raketa tako rekoč leteti mimo Marsa, spremeniti smer gibanja in pasti v njegovo gravitacijsko polje. Linija leta je v tem primeru podobna hiperboli. Pristanek postane mogoč, če se motorji zaženejo pravočasno, da zavirajo v bližini planeta.

Ideje za skrajšanje časa letenja

Odvisno od začetne hitrosti leta z Zemlje (od 11,6 km na sekundo do 12 km na sekundo) se trajanje leta na Mars giblje od 260 do 150 dni. Za zmanjšanje časa medplanetarnega leta je potrebno povečati hitrost, kar bo vplivalo na zmanjšanje dolžine loka elipse poti. Toda hkrati se poveča srečanje z Marsom: s 5,7 na 8,7 km na sekundo, kar oteži let s potrebo po varnem spustu za vstop v Marsovo orbito ali za namen pristanka na površini. V tem primeru, če želimo priti tja hitreje, potrebujemo nove motorje, da pospešimo ladjo in imamo čas za upočasnitev.

Če želite pospešiti čas letenja, morate uporabiti druge vrste raketnih motorjev, na primer električne raketne motorje in celo jedrske.

Prednost elektromotorjev je možnost dolgotrajnega delovanja, tudi do nekaj let. Toda takšne naprave razvijejo zelo šibek potisk. S takšno raketo je še vedno nemogoče celo priti z Zemlje. V vesolju lahko električni motorji dosežejo zelo visoke hitrosti. Višji od obstoječih kemičnih motorjev. Res je, to mu bo vzelo do nekaj mesecev. Ta razvoj je še vedno primeren za medzvezdne lete, vendar je letenje na Mars s takim motorjem neizvedljivo.

Če ionski motorji za nas niso možnost, katere tehnologije prihodnosti bi lahko skrajšale čas potovanja na samo nekaj dni?

Obstajajo naslednje ideje, kako pospešiti let na Mars:

1. Uporaba jedrskih raket, katerih osnova je segrevanje utekočinjenega goriva in nato izmet iz šobe z zelo veliko hitrostjo. Predvideva se, da bi jedrska raketa lahko skrajšala čas leta do Marsa na približno 7 mesecev. Nekateri znanstveniki menijo, da bi sodobni motorji na jedrski pogon lahko skrajšali pot do 39 dni. Si lahko predstavljate, kako hitro bo letela ta vesoljska ladja? Jedrski raketni motorji še niso napredovali dlje od zemeljskih prototipov, vendar znanstveniki nenehno delajo na takšnem projektu.
2. Uporaba magnetizma. Tehnologija magnetizma temelji na uporabi posebne elektromagnetne naprave, ki bo ionizirala in segrevala raketno gorivo ter ga spreminjala v ioniziran plin ali plazmo, ki bo pospešila vesoljsko plovilo. S to metodo se lahko let skrajša na 5 mesecev.
3. Uporaba antimaterije. To je najbolj čudna ideja, čeprav se lahko izkaže za najbolj uspešno. Delce antimaterije je mogoče proizvesti le v pospeševalniku delcev. Ob trku delcev in antidelcev se sprosti ogromna količina energije. To lahko uporabimo za marsikaj koristnega. Po predhodnih izračunih bo ladja za dosego cilja potrebovala le 10 miligramov antimaterije. Za proizvodnjo 10 mg antimaterije pa bi bilo treba porabiti vsaj 250 milijonov dolarjev. Polet na Mars z uporabo antimaterije bo trajal le 45 dni!

Koliko bo stalo potovanje?

Poleg tega, da je polet zelo dolg, je to tudi drag podvig, pojavljajo se vprašanja, koliko stane let na Mars.

Ena ocena stroškov, povezanih s pošiljanjem ljudi, je bila narejena med administracijo Georgea H. W. Busha. Razpon se je gibal od 80 do 100 milijard dolarjev. Novejše študije so ga zožile na 20–40 milijard dolarjev.

Po besedah ​​milijarderja Elona Muska bo let stal manj kot 500.000 dolarjev, kar pa sploh ni tako veliko. Pravi, da bi lahko cena sčasoma padla na 100.000 dolarjev. In ne skrbite za povratno potovanje, saj bo po besedah ​​Elona brezplačno.

Zakaj na Mars

Razlogov za organizacijo takšne misije je veliko.

Prvi je raziskovanje. Mars je v marsičem podoben Zemlji in po mnenju znanstvenikov sta imela planeta nekoč enako atmosfero in verjetno življenje. Obsežne raziskave naj bi odgovorile na vprašanje, ali je zdaj prisotno življenje, ali so si planeti res tako podobni in zakaj je postal puščavski svet. Fotografije prikazujejo številne zanimive in nerazložljive pojave na površju, ki jih človeštvo prav tako vneto preučuje.

Drugi razlog je kolonialistični. Obstajajo teorije, po katerih je mogoče umetno poustvariti ozračje. Zato razvijajte ekosistem. To pomeni, da bodo tam v prihodnosti lahko rasle zemeljske rastline, živele živali in seveda ljudje.

Tretji razlog je človeška radovednost. To je sila, ki nam je omogočila prehod od starodavnih ljudi s primitivnimi orodji do civilizacije, ki je bila sposobna izstreljevati raziskovalne satelite v oddaljene kotičke vesolja. Eden od primerov takšne misije je bil pristanek avtomatskega vozila na površini kometa!

Koliko nerešenih problemov letenja obstaja?

Poleg dolgega potovanja predstavlja misija s posadko številne druge izzive:

Znanstvenike skrbi, da bodo astronavti med dolgim ​​potovanjem izpostavljeni kozmičnim žarkom in drugemu sevanju. Skrbijo jih tudi fizični učinki, ki jih doživljajo astronavti, ko so dalj časa izpostavljeni okolju z nizko gravitacijo in slabo svetlobo.

Morda je najtežje napovedati psihološki učinek, ki ga astronavti lahko občutijo zaradi izolacije. Nihče ni povsem prepričan, koliko duševnega stresa bo povzročilo pomanjkanje stikov s prijatelji in družino, ki jih astronavti puščajo za seboj.

Druge ovire za takšno misijo s posadko vključujejo: gorivo, kisik, vodo in hrano za astronavte.

Zaključek

Polet na Mars je tehnično zelo zapletena in draga ideja. Tisti, ki bodo prvi stopili na površje Rdečega planeta, bodo pospešili do neverjetnih hitrosti in prevozili milijone kilometrov. Da bi lahko varno dosegli svoj cilj, morajo znanstveniki pripraviti sredstva za zaščito pred kozmičnim sevanjem, pa tudi delati na ustvarjanju in izboljšanju sistemov za vzdrževanje življenja. Potrebno je natančno izračunati maso ladje in tovor ter izbrati optimalno pot leta.

Zanimanje za raziskovanje Rdečega planeta že vrsto let ne pojenja. In razlog za to so številni dejavniki. Mars ni le izziv za znanstvenike, oblikovalce in poslovneže. Prav mogoče je, da bo prihodnost človeštva povezana z Marsom. In zato Rdeči planet danes velja ne le za predmet znanstvenih raziskav, ampak tudi s praktičnega vidika, zlasti v bližnji prihodnosti je načrtovan začetek raziskovanja našega soseda v sončnem sistemu. Ugotovimo, koliko časa dejansko traja letenje na Mars in spremljajoče funkcije.

Glavni razlogi za vse večje zanimanje za temo poletov na Mars

Mars je vedno vzbujal veliko zanimanje človeštva. Na primer, v starorimski mitologiji je bil Mars bog vojne, eden od treh bogov, ki so vodili starorimski panteon. Znanje o Rdečem planetu se je postopoma kopičilo, človeštvo se je približalo prvemu koraku svojega predstavnika na površini Marsa.

Tema poletov na Mars je zanimiva predvsem za znanstvenike. O možnem obstoju življenja na tem planetu se govori že dolgo. V tem primeru je zanimanje za Mars povezano z odgovorom na eno glavnih vprašanj, ki zadevajo človeštvo. To je vprašanje, ali smo sami v vesolju ali lahko življenje obstaja tudi v drugih njegovih koncih. Dokazano je, da je Rdeči planet že dolgo nazaj imel vodo in toplo podnebje. Če bo raziskovalcem uspelo odkriti sledi sodobnega življenja na Marsu ali neizpodbitne dokaze o njegovem obstoju na tem planetu v preteklosti, potem bo teorija, da je proces evolucijskega razvoja od preprostih kemičnih spojin do kompleksnih značilen za vesolje kot celoto. potrjeno.

V istem primeru, ko ne bo mogoče odkriti dokazov o življenju na Marsu, bodo znanstveniki najverjetneje prišli do zaključka, da je za nastanek organskega življenja tudi element naključja, neverjetno naključje okoliščin. potrebno. In potem lahko z veliko mero verjetnosti trdimo, da je planet Zemlja edini naseljen kotiček v vesolju.

Tema o poletih na Mars se je občasno pojavljala in zasedala naslovnice časopisov v 60. letih prejšnjega stoletja (ko je vse, kar je bilo povezano z vesoljem, vzbujalo goreče zanimanje), nato pa je izginila, ko so možne polete na Mars preprosto pozabili in dali prednost drugim nalogam.

Drugi dejavnik, ki poganja močno povečano zanimanje za polete na Mars, je izziv človeški družbi, ki se lahko razvije šele, ko premaguje ovire in se odziva na izzive. V nasprotnem primeru se začne stagnacija in zaustavitev razvoja. Znanstveniki sanjajo o tem, da bi postali pionirji novih svetov. Polet na Mars bo milijonom znanstvenikov, oblikovalcev in raziskovalcev na različnih področjih pomagal pridobiti neverjeten intelektualni kapital, ki bo postal last človeške družbe. Polet na Mars pomeni odkritja, nove tehnologije, velik zagon v tehnološkem razvoju.

Tretji dejavnik lahko štejemo za potrebo po letu na Mars za prihodnost človeštva. Prej ali slej se bo človeška civilizacija soočila s prenaseljenostjo planeta, izčrpavanjem naravnih virov, zalog energije in pomanjkanjem hrane. Zato so najbolj pronicljivi znanstveniki prepričani, da moramo danes začeti raziskovati druge planete. Sprva bo šlo za ustvarjanje majhnih kolonij, z razvojem tehnologije in vse večjo poselitvijo drugih planetov, zlasti Marsa, pa se bo začela gradnja velikih naselij z razvito infrastrukturo in veliko populacijo.

Polet s posadko na Mars bi lahko pomenil začetek novega obdobja za vse človeštvo

Koliko časa traja let z Zemlje na Mars?

Vprašanje, kako dolgo bo trajal let na Mars, še zdaleč ni prazno. Razdalja med našim planetom in Marsom je spremenljiva. Ko bo Zemlja zavzela položaj med Soncem in Marsom, bo razdalja približno 55 milijonov km. Ko je Sonce med Zemljo in Marsom, se razdalja poveča na 410 milijonov km. Zato ni natančnega odgovora na vprašanje o trajanju leta na Mars, vse je odvisno od lokacije naših planetov glede na Sonce in s tem razdalje od Zemlje do Rdečega planeta. Homanova pot velja za najmanj energetsko potratno. Če potujete na Mars po njem, bo čas letenja trajal devet mesecev. Dodatni pospešek ladje iz Zemljine orbite bo v tem primeru 2,9 km/s. Toda ta pot je najbolj sprejemljiva za avtomatske postaje, saj bi bila za osebo v tem primeru meja izpostavljenosti sevanju med letom znatno presežena.

Večina razvoja letov s posadko vključuje uporabo hiperboličnih trajektorij, pri katerih čas potovanja ne bo daljši od šestih mesecev in zato odmerek ionizirajočega sevanja ne bo presegel dovoljene norme. Toda v tem primeru bo potreben dodaten pospešek iz Zemljine orbite 6 km/s. V skladu s tem bo za vesoljsko plovilo s posadko potrebno 4,5-krat več goriva.

Načrt poleta na Mars je sestavljen iz več faz

Kaj pomeni "potovanje s svetlobno hitrostjo"?

Gibanje s svetlobno hitrostjo pomeni, da se telo giblje s hitrostjo, ki je za človeško razumevanje velikanska. Njegova hitrost je 299.792.458 m/s oziroma 1.079.252.848,8 km/h. Hitrost svetlobe je temeljna fizikalna konstanta. Preprosto povedano pomeni razdaljo, ki jo svetloba prepotuje v določenem časovnem obdobju. V astronomiji se razdalje merijo v svetlobnih letih. Svetlobno leto je 9.460.528.177.426,82 km (skoraj 9,5 bilijona kilometrov). Nobena človeška stvaritev do danes ni uspela doseči svetlobne hitrosti ali ji niti blizu. Domneva se, da bo slej ko prej tehnološki napredek omogočil doseči to edinstveno mejo hitrosti in celo premagati to oviro, kot se je nekoč zgodilo s hitrostjo zvoka. Toda tudi doseganje svetlobne hitrosti človeštvu ne bo omogočilo obiska najbližje galaksije - galaksije Andromeda (NGC 224), katere samo obrobje je oddaljeno 2 milijona 537 tisoč svetlobnih let.

Video: polet na Mars in vesoljski pionirji

Kako izračunati razdaljo do rdečega planeta v kilometrih

Najmanjša razdalja od Zemlje do Marsa (53 milijonov km) je bila leta 2003 (naslednjič se bo podoben pristop zgodil šele čez 50 tisoč let). Enkrat na dve leti se razdalja med planeti zmanjša na 54,6 milijona km. To je standardna najmanjša razdalja med Zemljo in Marsom. Znanstveniki menijo, da je največja možna razdalja 401 milijon km. Povprečna razdalja med Zemljo in Marsom je 225 milijonov km.

Kako se izračuna čas leta do Rdečega planeta?

Najverjetneje bo vesoljsko plovilo s posadko izstreljeno na Mars ravno takrat, ko bodo planeti na najmanjši razdalji drug od drugega. Pri izračunu trajanja leta v tem primeru se bo izstrelitev vesoljskega plovila upoštevala v obdobju optimalnih relativnih položajev planetov in času njegovega leta do Marsa. V tem primeru se predvideva, da bodo astronavti na Rdeči planet na poti najmanj šest in največ sedem mesecev. Skupaj bo enosmerna vožnja trajala od 180 do 210 dni.

A ni tako preprosto. Zgornji izračuni so teoretični, čas letenja pa povprečen. Ne smemo pozabiti niti na vrnitev astronavtov na Zemljo. Izstrelitev vesoljskega plovila z Zemlje na Mars je seveda mogoče brez težav izvesti v optimalnem obdobju relativnih položajev planetov. Za vrnitev na Zemljo pa bo treba počakati na naslednje obdobje, ko bosta Mars in Zemlja najbližje drug drugemu. In to obdobje je 18 mesecev. Temu času je treba dodati še najmanj šestmesečno obdobje vrnitve z Marsa na Zemljo. Kot rezultat dobimo dve leti in pol. Točno toliko časa bo ob ugodnem spletu okoliščin trajal let vesoljskega plovila s posadko na Mars od izstrelitve do vrnitve modula z astronavti na Zemljo.

Če upoštevamo let na vesoljskem plovilu z jedrskim motorjem visoke moči, potem lahko to teoretično prepolovi čas, porabljen za medplanetarni let. Poleg tega vam uporaba jedrskega motorja omogoča večjo svobodo pri izbiri trenutka ne le za izstrelitev vesoljskega plovila z Zemlje, temveč tudi za začetek njegove vrnitve z Marsa. V tem primeru optimalno obdobje relativnega položaja Zemlje in Marsa ne bo imelo več tako pomembne vloge kot med letom ladje s klasičnim raketnim motorjem. Toda glavna težava je, da jedrskega motorja za takšno potovanje še ni, čeprav so ga ameriški oblikovalci že dolgo razvijali.

Poletov s posadko na Mars v praksi še ni bilo. Ameriška avtomatska raziskovalna postaja Curiosity je na primer letela na Mars po poti Homan od 26. novembra 2011 do 6. avgusta 2012. Kot vidite, je let trajal nekaj več kot osem mesecev. In davnega leta 1964 je prav tako ameriški Mariner-4 potoval z našega planeta na Rdeči planet v času, ki presega sedem mesecev (28.11.1964 – 14.7.1965).

Avtomatska postaja Curiosity je po skoraj osmih mesecih pristala na Rdečem planetu

Izračun časa letenja astronavtov na Mars je ena ključnih nalog pri razvoju projekta vesoljske odprave s posadko na Rdeči planet. Od tega je odvisna količina hrane, goriva, zmogljivost baterije, zaloge kisika itd. Napaka je lahko zelo draga. Prav tako je zelo pomembno, da pravilno izračunate trajektorijo. Navsezadnje Zemlja in Mars nista v statičnem stanju in se nenehno gibljeta po svojih orbitah. Izstrelitev rakete od točke A na Zemlji do točke B na Marsu je treba opraviti ob upoštevanju napredovanja. Dejansko bo Mars med letom znatno povečal svojo oddaljenost od našega planeta in se še naprej premikal po svoji orbiti.

Eden od izzivov pri razvoju načrtovanja in razporejanja misij na Mars je preprosto neverjetna količina goriva, ki jo vesoljsko plovilo potrebuje. V skladu s tem mora biti vesoljska ladja preprosto ogromna. Čas je, da se spomnimo ogromnih stroškov takšne odprave s posadko. Ogromni stroški projekta človeškega poleta na Mars so tisti, ki določajo, da človek še ni stopil na Rdeči planet. Takojšnje koristi od poleta na Mars so zelo majhne, ​​zato tudi gospodarsko razvite države sveta verjetno ne bodo vložile ogromnih količin denarja v projekt, ki v doglednem času ne obljublja jasnih prednosti. Toda danes o strateških prednostih misije razmišljajo le najbolj daljnovidni in pronicljivi politiki, poslovneži in znanstveniki.

Koliko časa traja, da pridemo z Lune na Mars?

Let od Zemlje do Lune traja približno tri dni. Čas poleta od Lune do Marsa bo krajši za tri dni. Ampak to je spet teorija. V praksi bo lunarna izstrelitev bistveno pocenila sam polet in zmanjšala težo vesoljskega plovila zaradi manj goriva. Druga ubežna hitrost za Luno je "le" 2,4 km/s v primerjavi z Zemljinimi 11,2 km/s.

Skladno s tem bo potrebno veliko manj truda, da se izognemo gravitacijskemu polju kozmičnega telesa (v tem primeru Lune). Toda za zdaj izstrelitev na Luno ostaja v domeni teoretičnega razvoja. Manjka ena povezava med lunarnim izstrelitvijo vesoljskega plovila na Mars in trenutnim stanjem - nezmožnostjo izstrelitve z lunine površine zaradi odsotnosti ustreznega lansirnega kompleksa na zemeljskem satelitu.

Trajanje leta z Lune na Mars se bistveno ne razlikuje od trajanja leta na Mars z Zemlje. Toda izstrelitev vesoljskega kompleksa s posadko z Lune bo omogočila veliko učinkovitejšo uporabo vesoljskega plovila. Predpostavlja se, da pri izstrelitvi z Zemlje koeficient nosilnosti ne bo večji od 25%, pri izstrelitvi vesoljskega plovila z lunine površine pa bo ta številka presegla 40%.

Video: kako so v ZSSR načrtovali medplanetarne lete

Možnosti sodobnega razvoja za selitev ljudi na Mars

Polet s posadko na Mars se lahko zgodi v doglednem času. Vodilne svetovne vesoljske agencije (Roscosmos, NASA, ESA) so razglasile, da je polet s posadko na Mars njihova glavna naloga tega stoletja.

Glavna ideja poleta s posadko na Rdeči planet, ki bo veljal za prvi korak v zgodovini kolonizacije Marsa, se bolj nanaša na pojav širjenja človeške civilizacije. O možnosti poleta s posadko na Mars je prvi razmišljal Wernher von Braun. Razvijalec nemških V-projektilov je leta 1948 v ZDA na zahtevo ameriške vlade opravil tehnično analizo te možnosti in o tem podal podrobno poročilo. Pozneje, z nastopom vesoljske dobe in poletom v vesolje najprej prvega umetnega zemeljskega satelita in nato prvega človeka, je vprašanje odprave s posadko na Mars postalo aktualno in prešlo na področje praktičnega razvoja.

V Sovjetski zvezi so prvo različico vesoljskega plovila za polet na Rdeči planet obravnavali v konstrukcijskem biroju Korolev že leta 1959. Razvoj je vodil sovjetski oblikovalec Mihail Tihonravov.

Projekt Mars One

Ideja o ustanovitvi prve kopenske kolonije na Rdečem planetu se je nizozemskemu podjetniku in raziskovalcu Basu Lansdorpu porodila v študentskih letih. Ustanovil je podjetje Ampyx Power, ki razvija projekt.

Projekt Mars One vključuje polet človeške posadke na Rdeči planet in kasnejšo ustanovitev kolonije na njem. Še več, vse, kar se dogaja na desetine ali stotine milijonov kilometrov stran, nameravajo na Zemljo prenašati po televiziji. Pričakovati je, da bo spletni prenos z Marsa postal najbolj priljubljena televizijska oddaja na Zemlji. Prav s prodajo pravic za oddajanje z Rdečega planeta naj bi se projekt poplačal in iz tega zaslužil. Do danes je na projektu uradno zaposlenih le 8 ljudi. Ustanovitelj zatrjuje, da bodo vsa dela izvajali po podizvajalskih pogodbah.

Leta 2011 se je projekt uradno začel, leta 2013 pa mednarodni izbor astronavtov. Projekt vključuje več faz. Predzadnji od teh bo pristanek prve posadke na Marsu, ki ga pričakujejo do leta 2027. Leta 2029 je predviden pristanek druge skupine kozmonavtov ter dobava opreme in terenskih vozil. Polete na Mars v okviru projekta Mars One in naselitve prve zemeljske kolonije na Rdečem planetu bodo predvidoma izvajali vsaki dve leti. Do leta 2035 naj bi bilo načrtovano število kolonistov na Marsu 20 ljudi. Izbira bodočih kozmonavtov poteka na prostovoljni osnovi. Skupina vključuje tako moške kot ženske. Najnižja starost udeleženca ne sme biti nižja od 18 let, najvišja pa ne sme presegati 65 let. Prednost imajo visoko izobraženi in zdravi kandidati z znanstvenim in tehničnim znanjem. Prvi naseljenci na Marsu morajo postati prebežniki. Kljub temu je bilo veliko takih, ki so želeli začeti novo življenje onkraj zemeljskih meja. V samo 5 mesecih leta 2013 je 202.586 kandidatov iz 140 držav oddalo prijave za sodelovanje v organu. 24 % kandidatov je bilo ameriških državljanov, sledijo predstavniki iz Indije (10 %) in tretji iz Kitajske (6 %).

Televizijsko oddajanje in komunikacije naj bi podpirali s pomočjo umetnih satelitov, ki se vrtijo v zemeljski, sončni in (v prihodnosti) marsovi orbiti. Čas potovanja signala do našega planeta bo od 3 do 22 minut.

Tako si razvijalci želijo, da bi izgledala prva kolonija na Marsu.

Projekt Elona Muska

Južnoafriški poslovnež in lastnik podjetja SpaceX Elon Musk je leta 2016 predstavil projekt kolonizacije Rdečega planeta. Predvideva se, da bo ustvarjen medplanetarni transportni sistem, s pomočjo katerega bo na Marsu zgrajena avtonomna kolonija. S pomočjo medplanetarnega transportnega sistema bo čez 50 let v tej zemeljski koloniji po napovedih Elona Muska živelo več kot milijon ljudi.

Na letnem kongresu Mednarodne astronavtske zveze, ki je septembra 2017 potekal v Avstraliji (Adelaide), je Elon Musk napovedal ustvarjanje sodobne super težke nosilne rakete, s katero naj bi leta 2022 odšla na Mars. Načrti snovalcev kažejo, da bo to največja nosilna raketa v zgodovini astronavtike, ki bo lahko v nizko zemeljsko orbito izstrelila več kot 150 ton tovora. Predvideva se tudi, da bo ta nosilna raketa lahko dostavila tovor na Mars. Njegova projektirana dolžina bo 106 metrov, premer pa 9 metrov.

Globalno razmišljanje Elona Muska je že dolgo osvojilo srca ne le znanstvenikov, ki se ukvarjajo z razvojem na področju medplanetarnih letov, ampak tudi mnogih ljudi, ki niso brezbrižni do vprašanj kolonizacije drugih planetov. Že leta 2016 se je domnevalo, da bo imela super težka nosilna raketa veliko večje zmogljivosti. Toda po tem je bila izvedena strokovna ocena možnih stroškov njegove proizvodnje, pa tudi razpoložljivost ustreznih tehnologij v sodobnem svetu. Po tehnični analizi je bilo odločeno zmanjšati velikost in moč nosilne rakete za tretjino.

Elon Musk je k financiranju svojega projekta pritegnil številna znana svetovna podjetja, ki delujejo na različnih področjih, od komunikacijskih sistemov do proizvodnje raketnih motorjev.

Konec leta 2019 je predviden testni polet nove nosilne rakete Elona Muska, ki naj bi tri leta po testiranju na Mars pripeljala prve Zemljane.

Južnoafriški podjetnik načrtuje tudi izgradnjo zemeljske baze na Luni, kar je vključeno v splošni koncept medplanetarnega transportnega sistema kot med drugim možnost izstrelitve vesoljskih plovil na Mars neposredno z zemeljskega satelita.

Elon Musk je razvil lasten projekt za naselitev Marsa

ruski razvoj

Roscosmos se danes aktivno ukvarja z razvojem projektov za polete s posadko na Mars. V letu 2018 poteka razvoj prototipov ključnih elementov, ki bodo uporabljeni na super težki nosilni raketi Sojuz-5. Projektna nosilnost nosilne rakete je do 130 ton tovora. Predvideva se, da bo Sojuz-5 postal najbolj ekonomična nosilna raketa. Za razvoj in izdelavo rakete je bilo namenjenih poltretji bilijon rubljev. Ta znesek vključuje tudi vzpostavitev ustrezne infrastrukture na ruskem kozmodromu Vostočni.

Rusi načrtujejo raziskovanje Marsa skupaj s predstavniki drugih držav, predvsem ZDA. Po mnenju ruskega predsednika lahko sodelovanje z ZDA na področju raziskovanja globokega vesolja vodi do skupne medplanetarne odprave na Mars do leta 2030.

Ruski vesoljski strokovnjaki menijo, da bo priprava misije s posadko na Mars trajala vsaj 30 let. Predvsem znani ruski znanstvenik akademik Železnjakov zagotavlja, da bodo stroški projekta pristanka človeka na Marsu in ustvarjanja zemeljske kolonije na tem planetu stali najmanj 300 milijard dolarjev. Zelo obetavno se akademiku zdi tudi sodelovanje pri pripravah na pristanek na Marsu s Kitajsko.

Konkretne odločitve o pripravi ekipe kozmonavtov, ki naj bi jo poslali na Rdeči planet, še ni. Trenutno Roscosmos razvija samo nosilce, ki bodo lahko v razmeroma bližnji prihodnosti pripeljali prve ljudi na Mars.

Sojuz-5 bo postal najbolj ekonomična nosilna raketa

Kakšno bi bilo življenje prvih naseljencev?

Življenje prvih naseljencev na Marsu se bo osupljivo razlikovalo od življenja na Zemlji.Čakajo jih ne le številna odkritja, ampak tudi ogromno nevarnosti, ki jih čakajo na Rdečem planetu.

Za življenje boste morali ustvariti posebno visokotehnološko bazo. Brez ustrezne zaščite človek ne more živeti na Marsu. Da bi razumeli razloge, bi morali podrobneje pogledati naravne razmere Rdečega planeta.

Naravne razmere na Marsu

Naravne razmere na Marsu so veliko hujše kot na Zemlji. Na primer, povprečna dnevna temperatura na Rdečem planetu je do minus 40 stopinj pod ničlo. Za človeka sprejemljive temperature (20 stopinj Celzija) so lahko le podnevi in ​​le v poletnih mesecih. Na polih lahko ponoči temperatura pade do minus 140 stopinj. Na ostalem planetu je ponoči od 30 do 80 stopinj pod ničlo.

Glavna pomanjkljivost Rdečega planeta je nezmožnost dihanja. Marsova atmosfera je približno ena stotina velikosti Zemljine. Poleg tega je pretežno (95 %) sestavljen iz ogljikovega dioksida. Preostalih 5% je dušik (3%) in argon (1,6%). Preostalih 0,4 % pripada kisiku in vodni pari.

Masa Marsa je majhna, znaša le 10,7% Zemljine. V skladu s tem je na planetu manj gravitacije. Je skoraj dvainpolkrat manj od zemeljskega (38 %). Ekvator Marsa je 53% ekvatorja našega planeta.

Marsov dan traja le 37 minut 23 sekund daljši od zemeljskega. Toda marsovsko leto je veliko daljše od zemeljskega. To je enako 1,88 zemeljskih dni (skoraj 687 dni). Na planetu obstajajo štirje letni časi, tako kot na Zemlji.

Tlak na površini Marsa je zelo nizek zaradi velike redkosti ozračja. Ne presega 6,1 mbar. Zato voda, ki obstaja na Marsu, praktično ne obstaja v tekoči obliki.

Raven sevanja na Marsu je bistveno višja kot na Zemlji. Zaradi praktično odsotne atmosfere in izjemno šibkega magnetnega polja je ionizirajoče sevanje mnogokrat večje kot na našem domačem planetu. Posledično astronavt v enem ali največ dveh dneh prejme dozo sevanja, ki je enakovredna tisti, ki jo je prejel na Zemlji v celem letu.

Vse zgornje informacije pojasnjujejo, zakaj oseba, ki prispe na Mars z Zemlje, ne bo mogla živeti na njegovi površini brez ustreznih sredstev zaščite in podpore niti nekaj minut.

Zato bi morali ljudje, ki prihajajo z Zemlje, takoj obravnavati vprašanje izgradnje baze. Brez zaščitnega ščita pred ionizirajočim sevanjem, brez zalog kisika, brez komunikacije z Zemljo je verjetnost, da bomo na Marsu živeli vsaj nekaj dni, enaka nič.

Naravne razmere na Marsu so za Zemljane izjemno težke

Izredno pomemben problem zemljanov na Marsu bo psihološko prilagajanje na nove življenjske razmere. Najverjetneje bodo prvi naseljenci z Zemlje prostovoljni navdušenci, ki so opravili ustrezen tečaj usposabljanja na svojem domačem planetu. Toda čez nekaj časa bo nostalgija po Zemlji naredila svoje. A domneva se, da se nihče od njih ne bo več vrnil na svoj domači planet. Psihologi so poskušali simulirati vedenje zemeljskih kolonistov na Marsu. Ker pa še nihče ni bil v takšni situaciji, so izračuni zgolj teoretični. Psihologi pravijo, da bodo v prvem letu kolonisti zaposleni z urejanjem svojih domov, ustvarjanjem infrastrukture in preučevanjem ozemlja Marsa. Toda čez eno leto bo prevladala nostalgija po domačem planetu in marsovska realnost bo postopoma postala dolgočasna. Olje na ogenj lahko prilije tudi povezava z Zemljo, ko bo mogoče komunicirati s sorodniki, ljubljenimi, prijatelji in znanci, ki jih prvi naseljenci ne bi nikoli več osebno srečali. Psihološka prilagoditev je lahko izjemno boleča. Poleg tega je težko preprečiti vse možne nevarnosti, s katerimi se bodo kolonisti morali soočiti. Kljub poglobljenemu psihološkemu testiranju pri izbiri kandidatov za preselitev lahko ljudje doživijo nepredvidene psihološke reakcije, vključno z nenadzorovano agresijo in uporabo orožja proti svojim »koplanetom«. Zato je treba posebno pozornost pri hipotetični preselitvi na Mars nameniti psihološki prilagoditvi kolonistov.

Mimogrede, mladi, katerih psiha je še prožna, se bodo lahko veliko hitreje prilagodili novim razmeram. Najtežje bo ljudem z globoko zakoreninjenimi vedenjskimi stereotipi in psihološko konstitucijo, ki je vse prej kot prožna.

Bo na Marsu internet?

Čas, potreben, da signal potuje od enega planeta do drugega, bo od 186 do 1338 sekund (odvisno od relativne lege). V povprečju je 12 minut. V tem primeru bo ping v povprečju 40–45 minut.

Predvideva se, da se bo pojavilo medplanetno gostovanje, ki bo lahko sinhroniziralo zemeljske in marsovske strežnike. Internet na Marsu seveda zagotovo bo. Danes si je še težko zamisliti podrobno metodologijo za rešitev takšnega problema, vendar je že jasno, da je to vprašanje tehnično rešljivo.

Internetni sateliti bi lahko zagotovili internet na Marsu

Se bodo otroci rodili na Marsu?

Prvi mali Marsovci se lahko rodijo v prvih letih obstoja zemeljske kolonije na Rdečem planetu. Predvideva se, da se bo prebivalstvo Marsa povečalo ne le zaradi priseljencev z Zemlje, ampak tudi zaradi naravne rasti. Tisti, ki so rojeni neposredno na Marsu, se bodo veliko lažje prilagodili težkim razmeram na Marsu. A da bi imeli otroke, bo seveda treba ustvariti visoko profesionalen zdravstveni sistem za nove Marsovce.

Poleti in preselitev na Mars so še vedno le teorija in sanje. Toda v bližnji prihodnosti se lahko ti načrti uresničijo. In šele takrat bo praksa pokazala, ali so človeški leti na Mars možni in ali je realno preživeti na Rdečem planetu. Toda v človeški naravi je, da premaguje ovire, sicer ne bi preživel niti na domačem planetu. Zato danes obstaja upanje, da bo že v tem stoletju naseljen ne le Zemlja, ampak tudi eden njenih najbližjih sosednjih planetov, kar bo pomenilo začetek nove dobe človeštva samega.

Kdor niti ni vešč astronomije, ve, koliko časa traja letenje na Mars – dolgo je. Vendar pa je v svetu profesionalnih vesoljskih poletov veliko odvisno od tega, kakšna je naloga leta, kakšno vozilo leti: s posadko ali le sonda in od drugih dejavnikov.

Klasični indikatorji leta na Mars:

• Poletite na Mars vsaj sto petnajst dni (z uporabo trenutne tehnologije). Na Mars lahko poletite s svetlobno hitrostjo v najmanj 3 minutah (182 sekundah)
• Premagati bomo morali petinpetdeset milijonov kilometrov.
• S hitrostjo letenja je vse še bolj zapleteno, saj doslej najnaprednejša vesoljska plovila ne morejo leteti hitreje od dvajset tisoč kilometrov na uro.

Vendar je vse v redu! Ugotovimo, ali so osnovni parametri, ki smo jih navedli zgoraj, verjetni. Ugotovimo, koliko časa traja letenje na Mars glede na čas, razdaljo in s kakšno hitrostjo lahko letite na Mars. In kaj se dela, da bi polet pospešili, ga naredili varčnejšega in varnejšega.

Zakaj je trajalo tako dolgo?

Najprej moramo pojasniti, da se Mars nahaja petinpetdeset milijonov kilometrov od našega planetarnega doma. Torej, tudi če se Zemlja in ta planet nehata premikati, bosta morala leteti sto petnajst dni v ravni liniji, saj hitrost letal še ne presega dvajset tisoč kilometrov na uro. V resnici tako Mars kot Zemlja krožita okoli naše zvezde. Zato ne morete kar vzeti in sploviti ladje neposredno na naslov svojega stalnega prebivališča.

Pot leta je premišljena tako, da deluje princip napredovanja. To pomeni, da naprava v bistvu leti tja, kjer Marsa še ni, bo pa do prihoda ladje.

Druga težava je gorivo. Let zahteva neverjetno količino goriva. Lepo bi bilo imeti zalogo brez dna. Toda zaenkrat se moramo zadovoljiti s trenutnimi zmogljivostmi. Če za to ne bi bilo ovir, bi znanstveniki ladje do sredine poti pospeševali do enormne hitrosti, nato pa bi se šobe obrnile in upočasnile ladjo. V teoriji je vse mogoče. Le tako boste morali zgraditi letalo neverjetne velikosti z neverjetno ogromnim rezervoarjem za gorivo.

Ideje za pospešitev poletov na Mars

Če sem iskren, se inženirji ne soočajo z nalogo pospeševanja, temveč z nalogo varčevanja z gorivom. Samo ne mislite, da govorimo o zdravju okolja. Vse gre za resnične prihranke stroškov.

NASA danes uporablja metodo Homanove trajektorije, ki je sestavljena iz razvoja metode, ki vodi do znatnih prihrankov goriva. Metodo je leta 1925 razvil g. Goman. Vključuje dostavo ladij ne neposredno na rdeči planet, temveč v orbito Sonca. V določenem času se bo ta orbita sekala z Marsovo, zaradi česar bo ladja takoj vezana na Mars.

Zdi se, da je vse tako preprosto. Toda v resnici takšne manipulacije skrivajo zelo resno delo na natančnih izračunih.

Res je, obstaja še ena možnost. Preizkusite metodo balističnega zajemanja, ko se vesoljsko plovilo izstreli v orbito Marsa proti planetu. Ko se rdeči planet približa, lastna gravitacija zajame ladjo, kar povzroči znatne prihranke goriva. Vendar ne čas, ki zahteva veliko več kot običajno.

Obetavna goriva

Uporaba jedrskih izstrelkov

Jedrske rakete so seveda dober obet. Njihovo delo se lahko izvaja s segrevanjem utekočinjenega goriva, na primer vodika. Po termičnem procesu bo treba to gorivo iz šobe iztisniti pri visoki hitrosti. In to bo ustvarilo potreben oprijem. Teoretično bi ta vrsta goriva lahko skrajšala čas letenja na sedem zemeljskih mesecev.

Uporaba magnetizma

Druga možnost za pospešitev je uporaba zmogljivosti magnetne plazemske rakete s spremenljivim momentom. Gibanje naprave se bo zgodilo zaradi elektromagnetne naprave, kjer se gorivo segreje in ionizira z radijskim valovanjem. Pri tem nastane ioniziran plin ali z drugimi besedami plazma, ki posledično pospešuje ladje. In delo na takšni napravi že poteka. V prihodnosti ga nameravajo namestiti na ISS, da bi postajo ohranili v orbiti. In če bo s testiranjem naprave vse gladko, bo to pomagalo skrajšati pot do Marsa za do pet mesecev.

Antimaterija

Uporaba lastnosti antimaterije je verjetno najbolj ekstremna teorija. Za pridobitev antimaterije morate uporabiti pospeševalnik delcev. Ker ob trčenju delcev antimaterije in materije pride do nepredstavljivo močnega sproščanja gromozanske energije (po Einsteinu), se bo hitrost ladje toliko povečala, da bo rdeči planet mogoče doseči v pičlih petinštiridesetih dneh. In to bo zahtevalo približno deset miligramov antimaterije. Toda proizvodnja tako majhne količine bo stala dvesto petdeset milijonov dolarjev.

Danes znanstveniki ne delajo samo na teh, temveč tudi na drugih zelo zanimivih in obetavnih projektih, ki bodo pomagali pridobiti več mesecev časa.

Načrti ruskih znanstvenikov

Vodilni ruski znanstvenik akademik Grigorjev trdi, da je mogoče na Mars priti v osemintridesetih dneh. Za to boste morali uporabiti ionske motorje. Vendar pa se domneva, da bi tak projekt stal veliko denarja. Toda znanstvenik je drzno izjavil, da je ta denar precej nepomemben od vojaškega proračuna mnogih držav.

Na Marsu smo že bili

Prvi je Mars obiskal Nasin Mariner 4. Izstreljen je bil leta 1964, na rdeči planet pa je prispel leta 1965. Med poletom je naprava posnela enaindvajset fotografij. Mariner 4 je potreboval dvesto osemindvajset dni, da je dosegel Mars.

Druga ladja, Mariner 6, je proti planetu krenila februarja 1969 in julija končala na Marsu. Potreboval bo sto šestinpetdeset dni.

Mariner 7 je bil še hitrejši in je planet dosegel v sto enaintridesetih dneh.

Tam je bil tudi Mariner 9, ki je leta 1971 uspešno vstopil v Marsovo orbito. Ladja je do točke prihoda v letu preživela sto sedeminšestdeset dni.

Tako poteka študij Marsa. Vsaka naprava, poslana na planet, v povprečju preživi na poti od sto petdeset do tristo dni. Zadnji, Curiosity Lander (2012), je rdeči planet dosegel v dvesto triinpetdesetih dneh.

Enosmerni let! Najzanimivejše stvari šele prihajajo!

Podjetje Mars One namerava poslati skupino astronavtov na Rdeči planet, ne le zato, da bi leteli v orbiti, temveč zgradili prvo kolonijo-naselbino na Marsovih tleh. Toda za pionirje bo to potovanje enosmerno. Nikoli več ne bodo videli svoje družine, bližnjih, prijateljev, ne bodo se z njimi pogovarjali po telefonu in ne bodo mogli niti uporabljati interneta.

Kljub grozljivi prihodnosti se je za sodelovanje v misiji še vedno prijavilo več kot dvesto tisoč pogumnežev. Projekt je izbral približno tisoč oseminpetdeset prijaviteljev. Od teh bodo prvi štirje zmagovalci pripravljalne faze odšli na planet leta 2025. Nato se jim bodo vsaki dve zemeljski leti pridružili drugi marsonavti.

A vse to so le splošne besede. Toda kaj pravzaprav čaka tiste, ki se podajo v neznano? In kako se bo spremenilo mnenje vsakega od nas, ki smo si doslej želeli biti na njihovem mestu, ko bomo izvedeli za prihajajoče preizkušnje?

Dolg in prav nič zabaven let

Iz podjetja Mars One so sporočili, da bo polet do rdečega planeta najverjetneje trajal vsaj sedem mesecev ali celo osem. Veliko bo odvisno od trenutne lege Zemlje glede na Mars. In na tem dolgem potovanju se bodo astronavti morali sprijazniti z izjemno majhnim, utesnjenim prostorom na ladji in odsotnostjo vseh dobrin, ki jih poznajo sodobni ljudje.

Grozno je, a tudi navadno kopanje bo postalo nedopusten luksuz. In tako, ne da bi se kdaj umili, jedli izključno konzervirano hrano, pod nenehnim brnenjem ventilatorjev, računalniških sistemov in hrupa sistemov za vzdrževanje življenja, se bodo morali ti pravi junaki potruditi, da ne bodo znoreli in zdravi odleteli na Mars.

In to še niso vse težave. Obstaja tako grozna stvar, kot je sončna nevihta. In če se zgodi na poti, se bodo astronavti morali zapreti v še ožji prostor, ki jih bo ščitil pred škodljivim Soncem.

Pravi preizkus za živce

Naša omemba verjetne duševne nestabilnosti, ki grozi vsakemu astronavtu med letom, je zelo resnična grožnja. Projekt Mars-500 je bil izveden na ruski platformi. V njej je sodelovalo šest kozmonavtov, od katerih so štirje pokazali razvoj depresivnega stanja v petsto dvajsetih dneh bivanja v zaprtem prostoru. Začele so se pojavljati težave s spanjem. Pri eni osebi sta celo zaradi kroničnega pomanjkanja spanja trpeli pozornost in sposobnost koncentracije.

Pravzaprav še noben astronavt ni preživel toliko časa v vesolju. Poleg tega brez komunikacije in drugih pogojev, čim bližje običajnemu udobnemu življenju, čeprav v breztežnosti. Na ISS ne smete ostati več kot šest mesecev preprosto zato, ker pride do izgube kosti in mišičnega tkiva.

Naj vas spomnimo, da bodo morali marsonavti v letu preživeti več kot dvesto dni - več kot šest mesecev.

Marsovsko minevanje časa

Dan na Marsu traja le štirideset minut dlje kot na Zemlji. Na lestvici enega meseca morda ni strašna razlika. Toda v resnici bo to opazno za prebivalce bodoče kolonije. Poleg tega ima Marsovo leto šeststo sedeminosemdeset dni. Izkazalo se je, da bodo čez čas novopečeni Marsovci dvakrat mlajši od svojih vrstnikov na Zemlji.

Občutek brezupnosti

Astronavti, ki so potovali na Luno za njimi, so povedali, da so, ko so se oddaljevali od domačega planeta, čutili občutek zmedenosti in nekaj frustracije, ki je naraščal v njihovih prsih in glavah. Kaj bo s tistimi, ki bodo šli na Mars, do katerega let traja precej dlje kot do Lune?!

Marsovska gravitacija

Gravitacija, ki čaka astronavte na Rdečem planetu, bo onemogočila vrnitev na Zemljo, domov. Dejstvo je, da je Marsova gravitacijska sila le tretjina naše planetarne sile. Z drugimi besedami, če je teža osebe na Zemlji sto kilogramov, potem bo v pogojih nove kolonije padla na osemintrideset. Posledično bodo mišice atrofirale, kosti oslabele in čez nekaj časa se oseba ne bo mogla več vrniti v normalno življenje na svojem domačem planetu.

Podobno je tudi na ISS. Toda astronavte rešuje kratkotrajnost njihovega bivanja v vesolju.

Razmnoževanje na Marsu

Organizatorji odprave na Mars, da bi tam ustvarili kolonijo, bodočim naseljencem svetujejo, naj ne poskušajo spočeti otrok. Razlogov je več. Prvič, sprva na planetu ne bo pogojev za normalno družinsko življenje. Potem pa ni nič znanega o tem, kako lahko potekata spočetje in razvoj ploda po toliko mesecih leta in celo v novih Marsovih razmerah.

Šport je naše vse!

Da bi ostali sposobni vsaj nekaj ukrepati, preprečiti popolno atrofijo mišic in preprečiti prilagajanje kosti poenostavljenim marsovskim razmeram, bo treba stabilno vzdrževati obliko. Treba je razumeti še eno stvar. V vesolju začnejo srce in drugi organi delovati nekoliko drugače. V vsakem primeru boste morali več ur preživeti s športom. Tudi na vesoljski postaji morajo astronavti trenirati do dve uri na dan.

Marsovska resničnost

Najhujše šele pride. Usposabljanje, težave z razmnoževanjem in druge stvari, opisane zgoraj, niso najbolj zastrašujoča možnost. bolezni! Nihče ne bo mogel dobiti zdravstvene oskrbe na Marsu. Morda bo v prihodnosti, v razmerah že razvite kolonije, naseljencem mogoče zagotoviti dostojno oskrbo. Ampak ne na začetku misije. Tudi najmanjšim poškodbam in boleznim se je treba izogibati.

Marsovska okužba

Marsikdo se bo odločil, da se v vesolju ni s čim okužiti. Vesoljske ladje gredo skozi dolg proces razkuževanja. To se naredi, da se izključi možnost vstopa kopenskih bakterij v razmere, na primer marsovskega podnebja. A to dejstvo bodočih naseljencev Marsa ne bi smelo prav veseliti. Če na tem planetu ujamejo kakšno okužbo, ni dejstvo, da bo Zemlja takšno osebo sprejela nazaj, tudi če se pojavi priložnost za vrnitev domov. Navsezadnje nihče ne bo vedel, kako zdraviti nezemeljsko bolezen. In širjenje vesoljske epidemije je treba preprečiti že na začetku.

Najljubših jedi ne bo več

Projekt vključuje učenje pridelave zelenjave v marsovskem podnebju. Zelo pomembna pobuda, saj bo hrane, odvzete z Zemlje, hitro zmanjkalo. Gojijo pa se lahko samo špinača, fižol in solata. Živalski hrani pa se boste morali odpovedati za dolgo časa. No, na pražen krompir, sire itd.

Marsovsko ozračje

Marsova atmosfera je v izjemno redkem stanju - približno odstotek Zemljine. Šestindevetdeset odstotkov zraka na Marsu je ogljikov dioksid s sledovi kisika. Tako marsonavti ne bodo mogli ven na svež zrak.

A testi se tu ne končajo. Na planetu so strašne peščene nevihte. Trajajo lahko od nekaj ur do nekaj dni in pokrivajo skoraj ves planet. Pesek, ki se dviga v tem času, je lahko zelo strupen za človeško telo. Torej, če se želite sprehoditi, lahko to storite v mirnem vremenu in samo v skafandrih.

Tišina in brez interneta

Če se odločite poslati nekaj informacij z Marsa, bo zakasnitev od tri do dvaindvajset minut. Zato telefonska komunikacija ni učinkovita. Sporočilo SMS bo poslano s šestminutno zamudo.

Normalnega interneta ne bo, razen morda nekaj strani, naloženih na Zemlji. Po besedah ​​poznavalca Mars One pravi, da bodo imeli naseljenci dostop do svojih priljubljenih virov, vendar ni pričakovati popolnega dostopa do interneta.

sevanje

Zahvaljujoč roverju Curiosity je bilo mogoče izvedeti, kakšni stopnji sevanja bodo izpostavljeni astronavti na Rdečem planetu. Nova hiša tudi tu ne kaže prisrčnosti. Rover je posredoval podatke, ki so pokazali šeststo dvainšestdeset (±108) milisievertov – dve tretjini omejitve tisoč milisivertov. Toda na Marsu ni magnetnega polja, ki bi se lahko nekako uprlo tako strašnemu vplivu. Torej se bo človek z vsakim sprehodom po površini planeta izpostavil strašni nevarnosti.

Ali še ne razumeš?

Ko prideš na Mars, boš tam umrl!

Umrli boste zaradi bolezni, ki jih ni mogoče pozdraviti. Ali zaradi neprevidnih sprehodov pod vplivom sevanja. Na koncu, tudi če se vam ne zgodi nič posebnega, boste še vedno umrli daleč od tistih, ki ste jih imeli radi vse življenje, ki ste jih cenili.

Plus