За сколько дней можно долететь до марса

О том, сколько лететь до Марса от Земли, человечество задумывается уже давно. Четвертая от Солнца планета рассматривается как перспективный источник полезных ископаемых, возможная территория для поселения людей и просто отличное туристическое направление для космических путешественников. Ведь исследовав все уголки своей планеты, человек стремится воочию увидеть, что же находится далеко за ее пределами. Наш сосед по Солнечной системе представляется как наиболее дружелюбный объект для посещения.

В статье мы расскажем, сколько лететь до Красной планеты по времени и зачем людям вообще нужны такие полеты, также рассмотрим все возможные проблемы таких путешествий и способы их преодоления.

Сколько километров лететь до Марса

Марс не является самой близкой к Земле планетой. По этому параметру его опережает Венера. Но экстремально высокая температура ее поверхности, а также атмосфера, насыщенная серной кислотой, делают ее совершенно непригодной для путешествий. Марс же почти не имеет атмосферы, средняя температура на нем сравнима с температурой арктической зимы, а опасность для исследователей могут представлять лишь сильные песчаные бури. Теоретически, при должной экипировке человек в состоянии пережить такие условия.

Если люди все-таки соберутся в такое путешествие, какое расстояние им необходимо будет преодолеть? Сколько времени займет «поездка» на четвертую планету?

Расстояние от Земли до Марса постоянно меняется. Это связано с тем, что у каждой их планет своя траектория движения вокруг Солнца. Также, в отличие от орбиты нашей планеты, орбита соседа имеет более вытянутую форму. Максимальная удаленность между ними составляет 401,33*10 6 км, а минимальная – 54,56*10 6 км. Сближение планет наблюдается в тот момент, когда Земля оказывается в точке афелия, а пятая планета — в точке перигелия. Это время будет оптимальный для планирования путешествия на Красную планету.

Сколько по времени лететь на Марс

Сколько времени понадобится, чтобы преодолеть расстояние между Землей и Марсом? Для начала представим, что корабль, везущий космических путешественников, развивает такую же скорость, как самый скоростной космический зонд «Новые горизонты». Его максимальная скорость равнялась 58*10 3 км/ч.

Следовательно, при минимальном удалении двух планет друг от друга при полете по прямой полет на Марс для человека займет 941 час или почти 40 суток. При максимальной удаленности долететь на Красную планету можно будет за 6920 часов или 288 суток.

Оптимальный маршрут

Однако, в случае с полетом на пятую планету «срезать» по прямой не получится. Все из-за того, что начальная и конечная точки путешествия все время находятся в движении. Тогда стоит вопрос, каким же должен быть путь до Красной планеты, чтобы затратить минимум топлива и потратить наименьшее количество дней?

Выделяют три маршрута от Земли до четвертой планеты:

Гомановская траектория

Гомановская траектория. Из начальной точки (наша планета) космический корабль начнет движение по эллиптической траектории, пройдя ее половинный отрезок, конечной точкой которого станет марсианская орбита. При этом начальная скорость корабля должна быть 11,57 км/с (выше второй космической). Весь путь продлится около 260 дней. Именно по такой траектории запускали большинство марсианских орбитальных спутников и марсоходов.

Параболическая траектория

Параболическая траектория. Этот путь до Марса представляет собой половинный отрезок параболы. Он самый короткий, перелет между планетами составит всего 80 суток. Но для того, чтобы отправить космический корабль по такому маршруту, его необходимо разогнать до третьей космической скорости – 16,7км/с. Для такого маневра потребуется в 4 раза больше топлива, чем это необходимо при запуске межпланетного транспорта по гомановской траектории. При этом сокращаются затраты на продовольствие, средства жизнеобеспечения и защиты от радиационного излучения. Также такой короткий путь менее негативно скажется на здоровье экипажа.

Гиперболическая траектория

Гиперболическая траектория. Наиболее перспективный маршрут для космических путешествий. К примеру, именно такая траектория была выбрана для запуска зонда «Новые горизонты». Он достиг марсианской орбиты всего за 78 дней. Космический корабль, двигаясь по гиперболической орбите, должен разбить скорость, превышающую 16,7 км/с. При этом он вначале будет пролетать мимо пятой планеты, но под влиянием ее гравитации изменит свое направление таким образом, что весь путь будет напоминать гиперболу. Однако химические двигатели, которыми оснащены современные ракеты, не в состоянии обеспечить такой разгон корабля. Это под силу только ионным двигателям, разработка которых сейчас активно осуществляется.

Сказать точно, сколько времени лететь до Марса от Земли, пока невозможно. Все зависит от времени вылета, от оснащения корабля, а также от его траектории, выбранной специалистами.

Зачем лететь на Марс

Мы уже разобрались, сколько километров лететь до Марса и как долго продлится такое путешествие. Но стоит ли оно всех затрат? Ведь для создания корабля с мощными ионными двигателями, подготовки экипажа и всех запасов топлива и продовольствия, нужно потратить просто астрономические суммы. Так зачем лететь на Марс?

Первая цель – исследования. По мнению многих исследователей, планета некогда имела атмосферу и развитую гидросферу. Также экспериментально было доказано, что в марсианском грунте способны прижиться и вырасти некоторые виды земных растений. Путешествие могло бы пролить свет на прошлое этого небесного тела. Кроме того, ученые могли бы продолжить эксперименты по заносу живых организмов на марсианскую поверхность.

Вторая цель – колонизация. Человечество уже давно ищет место для переселения, куда можно будет экстренно эвакуироваться в случае глобальной катастрофы на Земле. Условия на четвертой планете Солнечной системы, конечно, далеки от идеала. Но уже есть несколько теорий о том, как можно создать на нем искусственную атмосферу и создать человеческое поселение.

Третья цель – туризм. Пока туристические круизы к марсианским кратерам кажутся вымыслом писателей-фантастов. Но туристы уже не раз посещали международную космическую станцию. Полеты к нашему красному соседу – следующий этап этого прибыльного и перспективного направления.

Опасность марсианского путешествия

Как мы уже выяснили, полет до Марса займет не менее 80 суток. И такое долгое космическое путешествие не может не иметь последствий для экипажа корабля. Кроме того, сам полет может пойти совсем не по плану, ведь все опасности и трудности просто невозможно спрогнозировать. Чем может быть опасен полет к Марсу?

Влияние на психическое и физическое здоровье

Космическая радиация пагубно влияет на живые организмы. Астронавты будут в некоторой степени защищены от нее, находясь в переделах космического корабля. Но исследователи подчитали, что за время полета до марсианской орбиты они получат дозу облучения, равную 1 Зв. Для сравнения, годовая доза облучения на Земле составляет 2,5 мЗв. Такое облучение может оказать крайне негативное влияние на нервную, сосудистую и пищеварительную систему путешественников. Кроме того, риск развития у них злокачественных опухолей возрастет в десятки раз. Если же корабль попадет под поток высокоэнергетического солнечного ветра, никакая защита не защитит экипаж от смерти в результате острой лучевой болезни.

Кроме радиации, опасность для здоровья астронавтов несет длительное состояние невесомости. В отсутствие силы притяжения, опорно-двигательный аппарат и кровеносная система быстро теряют свой тонус. Реабилитация после полета займет не менее 2 лет, а последствия для здоровья могут преследовать путешественников всю оставшуюся жизнь.

Изолированное пространство, однообразное питание, переутомление и другие издержки длительного космического полета негативно скажутся на психике первых марсианских путешественников. Это может привести к конфликтам в команде и даже к реальным психическим расстройствам.

Технические трудности

Невозможно предугадать точный сценарий полета. В любой момент может наступить поломка двигателя или столкновения корабля с мелким космическим телом. Кроме того он может попасть под поток солнечного ветра или в эпицентр марсианской песчаной бури.

Чтобы отправить людей на красную планету, ученые должны оснастить корабль резервными двигателями. Кроме того защитить его жилые помещения от излучения и пыли. Это сложный и затратный процесс и здесь нет права на ошибку. Поэтому полет состоится только тогда, когда все технические системы будут доведены практически до совершенства. И даже в этом случае, риск гибели экипажа очень высок.

Когда полетим?

Мы разобрали все нюансы полета к четвертой планете Солнечной системе. Теперь осталось выяснить, когда люди полетят на Марс?

Несколько государственных и частных космических компаний заявило о планировании скорых полетов на Марс.

Американская компания Space X, занимающаяся созданием космической техники, представила проект многоразового пилотируемого космического корабля. Он необходим для доставки первых колонизаторов Марса. Корабль будет оснащен жидкостными двигателями, работающими на криогенном метановом топливе. Его можно будет использовать для двенадцати повторных полетов.

По заявлению основателя компании Илона Маска, первая доставка грузов на поверхность красной планеты состоится в 2022 году. Полет человека на Марс планируется в 2024-2025 годах.

Нидерландская компания Mars One также заявила об отборе покорителей марсианской пустоши. По заявлениям ее основателей туда безвозвратно отправится целая команда колонистов, задачей которых будет изучить красную планету и создать там условия для жизни новых колоний. Жизнь команды предполагалось транслировать в режиме реального времени. Компания Mars One уже отобрала подходящих кандидатов и нашла спонсоров и поставщиков оборудования для миссии, однако в 2019 году внезапно была признана банкротом. Финансирование и существование проекта остается под вопросом. Если же руководству компании удастся найти новых инвесторов, полет человека на Марс состоится в 2026 году.

В этой интереснейшей статье вы наконец-то узнаете сколько лететь до Марса от Земли — лет, месяцев или дней? Сколько есть маршрутов для полетов и какие у них расстояния, сколько нужно топлива для ракеты и другие интересные подробности о времени полета на Марс.

Сколько лететь до Марса по времени

По расчётам специалистов, работающих над миссией Mars One, время полёта составит около 210 дней или 7-8 месяцев.

Хотя на Красную планету ещё не ступала нога человека, беспилотных космических аппаратов и «марсоходов» здесь побывало уже немало. Сколько они летели от Земли до Марса по времени?

Чтобы лучше понять расстояние, сколько лететь до Марса от Земли по времени, нужно узнать кое-что о предыдущих миссиях на эту планету:

1. Mariner-4. Первым к «Красной планете» в 1964 году приблизился Маринер-4 (Mariner-4, от англ. — Моряк) — автоматическая межпланетная станция программы НАСА. Путь в один конец составил 228 дней. Аппарат делал снимки Марса с расстояния от 16 800 км до 12 000 км до его поверхности – учёные следили, затаив дыхание. Ведь первоначально допускалось, что на Марсе может быть вода в жидком состоянии, а значит – растения и другие виды жизни. 21 снимок передал Маринер-4, и окончательно выяснилось, что «Красная планета» больше напоминает Луну, чем Землю. А из живых организмов здесь могут быть разве что мхи и лишайники.
2. Mariner-6 (Маринер-6) отправился в путь в феврале 1969 года. На полёт ему понадобилось 155 дней. Расстояние до поверхности планеты на этот раз составило всего 3429 км. Помимо съёмок, на данный аппарат возлагалась важная задача – исследовать состав атмосферы и определить температуру поверхности Марса, исходя из показателей инфракрасного излучения.
3. Mariner-7 (Маринер-7) был дублёром Маринера-6, его путешествие к Марсу длилось 128 дней. Он также изучал атмосферу и температуру планеты.
4. В 1971 году к Марсу отправился Маринер-9 (Mariner-9). Он добрался до заданной точки за 168 дней. И стал первым спутником «Красной планеты». С помощью этого аппарата была составлена карта Марса. Работал он до октября 1972 года. пока у него не кончились запасы сжатого газа.
5. Viking-1 (Викинг-1). Первый аппарат, предназначенный для посадки на Красную планету был запущен 19 июня 1976 года, добрался за 304 дня.
6. Viking-2 (Викинг-2) стартовал 7 августа 1976 года и добирался до Марса 333 дня. Он также состоял из орбитальной станции и зонда. Основная задача, стоявшая перед аппаратами данной космической программы, была следующей: поиски жизни. Также тогда было сделано около 16 тыс. снимков Марса. На первых цветных фотографиях Марс подтвердил своё второе название. Планета представляла собой красную пустыню, и даже небо казалось розовым из-за пыли, которую поднимал ветер.
7. В 1996 году за изучение планеты принялся Mars Global Surveyor (Марс Глобал Сервейор), долетевший до Марса за 308 дней. Это был также проект НАСА, и очень успешный. Аппарат вышел на круговую полярную орбиту Марса в 1999 году и занимался картографированием поверхности планеты. Работал до 2001 года.
8. Mars Pathfinder (Марс Патфайндер), аппарат США, стартовавший 4 декабря 1996 года, 4 июля 1997 года совершил посадку на планету, Он изучал марсианские камни, температуру поверхности, ветер и делал снимки.
9. Mars Express (Марс-экспресс) – станция Европейского космического агентства – отправилась в путь 25 декабря 2003 г и достигла цели за 201 день.
10. Mars Reconnaissance Orbiter (Марсианский разведчик) полетел к Марсу в августе 2005 г, а в марте 2006-го вышел на его орбиту. Дорога заняла 210 дней. Одной из целей, стоящих перед «Разведчиком» было найти место, где могли бы высадиться люди.
11. Maven (Мавен) – американский межпланетный зонд– был запущен в ноябре 2013 года и летел до Марса 307 дней. Основной его задачей было исследование атмосферы «Красной планеты».

Посмотрите очень увлекательное видео о попытках полета на Марс и современных проблем:

Как видно из приведённых данных, время в пути зависит от взаимного расположения небесных тел.

Технический уровень космических аппаратов мало влияет на скорость их передвижения, так как никакого технологического скачка в сфере производства двигателей не произошло.

Неудачные полеты

Помимо этих, достаточно успешных проектов, было ещё немало других, окончившихся неудачно. Например, технические неполадки, регулярно преследовали «Марсы», построенные в СССР. То происходила авария ракеты-носителя, то не срабатывала разгонная ступень, то была утеряна связь с аппаратом. А «Зонд-2», отправленный Советским Союзом к Марсу в 1964 году, вообще не попал в район планеты.

Впрочем, неудачи на этом поприще преследовали не только СССР. В 1971 году у «Маринера-8»(Mariner-8) США произошла авария ракеты-носителя, в 1998 году свой аппарат на орбиту Марса не удалось вывести японцам, в 2011 году была неудачная попытка запуска у Китая.

Всё это говорило о том, как трудно спланировать и выполнить такой полёт. И в сотни раз умножается ответственность, когда на борту летят люди.

Сколько лететь до Марса от Земли

Конечно, вы хотите сразу знать простой ответ и он есть (ниже), но чтобы понять сколько времени лететь до Марса от Земли, нужно понимать что есть разные маршруты.

Небесные тела находятся в постоянном движении, дистанции между ними могут изменяться.

1. Самое большое расстояние, на которое могут «разбежаться» Земля и Марс – 401 млн км.
2. В среднем Земля находится на 225 млн км от Марса.
3. Наименьшее расстояние до Марса составляет 54,6 млн км.

Маршруты полета на Марс

Орбиты планет представляют собой круги, поэтому можно «срезать» путь и лететь по прямой траектории. Однако при полёте на ракете нужно учитывать солнечное притяжение. Для экономии топлива космические аппараты также будут двигаться на максимально возможном удалении от звезды.

Видео: Как и сколько лететь до Марса и каким способом

Наименьшее расстояние до Марса составляет 54,6 млн км. Это возможно в случае, если Земля будет находиться в точке афелий (так называется место максимального удаления от Солнца). И при этом Красная планета будет максимально приближена к звезде – это точка перигелий. Пока такое взаимное расположение указанных небесных тел еще не было зафиксировано.

В 2003 году телескоп Хаббл сделал снимок Марса, расстояние было всего 55 млн км.

Чтобы узнать, сколько лететь до Марса по времени, нужно учесть ряд факторов:

• скорость движения планет;
• скорость полёта аппарата;
• расстояние от Солнца;
• необходимость корректировки курса (например, для уклонения от столкновения с другими небесными телами);

Траектория полёта рассчитывается так, чтобы космический аппарат направлялся не прямо к планете, а к точке, которой она достигнет через определённый период времени. При этом следует учесть, что нужно будет преодолевать притяжение Солнца.

Сколько свет летит до Марса?

А сколько свет летит до Марса? Давайте подсчитаем. Скорость света составляет 299 тыс км/сек. То есть, в момент, когда расстояние между Марсом и нашей планетой наименьшее, свету понадобится всего около:

• 3 минут, чтобы преодолеть путь от одной планеты до другой,
• 13 минут – если расстояние среднее,
• 22 минуты – если максимальное.

Самая быстрая ракета в истории космических полётов – Saturn V, которая разгонялась до 64 000 км/ч. Обычно аппараты развивают скорость около 20 000 км/ч.

Самая быстрая на сегодняшний день космическая автоматическая станция «New Horizons», запущенная в 2006 г, имеет скорость 16,26 км/сек. Она отправилась к Плутону. Если бы её целью был Марс, КАС достигла бы «Красной планеты» за:

• 39 дней – при минимальном расстоянии;
• 162 дня – при среднем отдалении Марса и Земли друг от друга;
• 289 дней – при максимальном.

То есть, в лучшем случае, путешествие бы длилось немногим дольше месяца.

Перемещаться со скоростью света невозможно ни при каких условиях. Скорость движения любого объекта измеряется относительно какой-либо системы. Специальная теория относительности указывает, что перемещение объекта быстрее света будет выглядеть как возникновение следствия ранее причины. Такой парадокс никогда не наблюдался.

Проект Mars One

«На пыльных тропинках далёких планет останутся наши следы» – когда-то эта песня была настоящим гимном космонавтов СССР.

И, возможно, подобные отпечатки на тропинках Марса в недалёком будущем появятся. Уже разработан проект Mars One, согласно которому, на «Красную планету» отправятся земляне. Mars One финансируется частными инвесторами, а руководит проектом Бас Лансдорп.

План проекта предполагает несколько стадий:

1. Отбор и подготовка экипажа. 24 добровольца пройдут курс психологического и технического обучения, которое позволит им выжить в ходе полёта на Марс. Проходит в данный момент.
2. Запуск искусственных спутников Солнца для организации связи, отправка на Красную планету необходимых грузов (жилых модулей, систем жизнеобеспечения, складских и грузовых блоков, марсохода). Период реализации – до 2024 года.
3. Марсоход начинает готовить базу, запускать системы обеспечения энергопитания и жизнеобеспечения. Завершится данный этап в 2025 году.
4. На орбиту Земли выводится транзитный модуль, космический корабль MarsLander, ступени двигателей и другие части. Аппарат собирается в космосе. MarsLander занимает экипаж из 4-х человек, который непосредственно проводит полёт к Марсу. Произойдёт это в 2026 году.
5. В 2027 году первый экипаж должен высадиться на Красную планету, занять базу и начать колонизировать планету.

В 2013 году начался отбор претендентов. Таковыми пожелали стать около 202 тыс. человек. Поразительный факт, учитывая то, что заранее известно что это билет в один конец: дорога будет тяжёлой, и жизнь на Марсе тоже окажется полной лишений. Тем не менее, тысячи людей готовы стать первопроходцами. Сперва было отобрано 1058 человек, в их числе 297 граждан США и 52 россиянина. После второго тура в команде осталось 705, а после третьего – 660 человек.

Сколько людям лететь до Марса по расчетам Mars One? Учёные ориентируются на то, что полёт от Земли до Марса займёт 7-8 месяцев.

Вне зависимости от того, сколько лететь до Марса от Земли, возврат по этому же маршруту невозможен. На сегодняшний день не существует экономически целесообразного решения, позволяющего доставить на Красную планету ресурсы для строительства стартовой площадки и необходимого количества топлива. У спонсоров миссии нет на это денег даже в теории.

Известный бизнесмен Илон Маск, который является главой корпорации SpaceX, в 2016 году представил программу по колонизации Марса. Для её реализации необходимо серьёзное удешевление полётов, постройка новой тяжёлой ракеты, создание космического корабля для перевозки 200 человек и другие инновации. Всё это требует серьёзного капитала и труда сотен образованных людей.

В компании SpaceX в 2016 году над всем проектом работали всего 50 человек.

Сам Илон Маск подчёркивает, что колонизация не может произойти без терраформирования планеты. Условия жизни на Марсе должны быть похожими на те, что имеются на Земле. Этот процесс займёт несколько сотен лет. И пока не изобретены технологии, при помощи которых можно изменить силу притяжения планеты, газовый состав атмосферы и т.д.

Скептики относятся к этому проекту, мягко сказать, с недоверием. Времени до 2025 года осталось немного, финансовые вливания требуется громадные, счёт идёт на миллиарды. И пока такую сумму никто не готов предоставить. Можно вспомнить печально известный проект «Созвездие». Его поручил разработать НАСА ещё в 2004 году президент США Джордж Буш. Согласно проекту, корабль доставил бы землян на Луну в 2010 году, в 2024 появилась бы первая лунная база, и оттуда в 2037 году стартовала бы экспедиция к Марсу.

• Но состояние бюджета Соединённых Штатов обусловило даже не замораживание, а полный отказ от этой программы.

К тому же, при современном развитии науки, риск для экипажа подобного корабля остаётся чрезмерно большим.

Сколько топлива нужно для полета на Марс

Но, допустим, полёт все же состоялся. Уже ясно, что каналов, дворцов и золотоглазых марсиан, как в рассказах Рэя Брэдери, добровольцы-астронавты на «Красной планете» не встретят.

Так сколько же потребуется топлива космическому кораблю при его, достаточно продолжительном, полёте?

Интересен для решения этого вопроса проект Роберта Зубина. Главным источником энергии космического корабля будущего он видит ядерный реактор. При этом корабль повезёт с Земли 6 т. водорода. В дальнейшем будет использован диоксид углерода, тот, что входит в состав марсианской атмосферы. С помощью реактора данные компоненты будут преобразованы в метан и воду. Воду, с помощью электричества, станут разлагать на кислород и водород, а водород будут использовать для производства метана. Полученное топливо – предполагается, что количество его превысит 100 т – обеспечит возвращение астронавтов на Землю. Всё это позволит сделать полёт относительно краткосрочным – около 18 месяцев.

Вопрос экономии топлива очень важен.

Потому что нельзя запустить космический аппарат по кратчайшей прямой: с Земли на Марс. Планеты непрерывно движутся по своим орбитам, и если бы такой корабль подлетел к заданной точке, Марса там бы уже не оказалось. То есть, траекторию полёта нужно строить «на опережение» планеты, являющейся конечной целью пути. Кроме того, чтобы вернуться, корабль должен нести на себе огромное количество топлива.

Сколько лететь человеку до Марса и обратно

Эта задача стоит перед организаторами полёта. Чем быстрее будет двигаться корабль, тем меньше нужно будет топлива, снизится нагрузка на экипаж –люди получат меньше радиации. И, конечно, меньше потребуется кислорода, воды и пищи для астронавтов.

Чтобы полёт состоялся, скорость космического корабля должна быть не менее 18 км/сек.

При этом, обратный перелёт займёт примерно 9 месяцев, и 17 месяцев корабль будет находиться на орбите Марса. Ведь обратно нужно лететь во время «противостояния», когда Марс и Земля сблизятся. Срок ожидания может занять до 500 дней.

Поэтому учёные называют такую цифру: на полёт «туда и обратно» понадобится не менее 33 месяцев.

Если учесть, что сейчас люди работают на орбитальных станциях около полугода – и то это дорого обходится их здоровью – человечество должно сделать серьёзный шаг вперед, дабы начать освоение Марса.

Чтобы сократить время в пути, рассматриваются идеи ядерных реакторов (7 месяцев полёта), магнето-плазматических ракет (5 месяцев), а также ракет на антиматерии – максимально плотном топливе (всего 45 дней).

Марс по своим характеристикам очень похож на Землю. Сегодня существует реальная возможность долететь до этой планеты. Уже реализуется проект по колонизации. Если человечество начнёт осваивать другие миры, то Марс будет первым из них.

Таким образом, приближается время, когда люди действительно отправятся на Марс.

Будет ли это «дорогой в один конец», что позволит значительно сэкономить средства на полёт, или астронавты вернутся на родную планету – покажет время.

В целом же, минимальное время экспедиции при сегодняшнем уровне развития науки составит 7-8 месяцев.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рассказать миру

• Поделиться

Комментарии

Очень насыщенная статья. Кажется вам стоит изменить направление деятельности и начать исследовать более технологичные инструменты для инвестиций…

Комментировать Отменить ответ

• 

Новички, которые впервые оказываются на рынке бинарных .

Жизненные обстоятельства не всегда позволяют торговать .

За последние годы торговля бинарными опционами стала .

Для того что приступить к заработку на бинарных опционах .

Бинарный опцион — это сделка, в которой вы прогнозируете .

Полет на Марс – реальные факты

Марс – один из самых близких к нам соседей. Всю свою историю человечество пытается найти ответ на вопрос – есть ли жизнь на Марсе, а если нет, то была ли раньше и что произошло? Единственный способ узнать это – совершить полет. Сколько лететь до Марса и основные способы доставки туда человека – одна из основных задач современных астрономов.

Время, которое займет полет

Время перелета зависит от расстояния и скорости. Из школьного курса всем известно, что скорость это отношение расстояния ко времени. Время полета будет равным отношению расстояния между планетами к скорости полета.

Необходимое время для полета

Со скоростью полета все более или менее стабильно – максимальная скорость современного космического аппарата равна 64’000 км/час, однако средние показатели скорости равны примерно 20’000 км/час. А вот расстояние между движущимися планетами постоянно меняется и в среднем составляет 225 млн. км.

Отсюда получается, что теоретически космический аппарат с людьми может достигнуть планеты через 11’250 часов после вылета. Это составит 468 дней или 15 месяцев.

Если брать в расчет минимальное расстояние между планетами равное 55 млн. км, то человек преодолеет его за 2’750 часов или 115 дней. Но это только в теории. Ученые, занимающиеся разработкой проекта Mars One, предполагают, что космический аппарат доставит людей на Марс за 7 месяцев.

С чем связана такая продолжительность полета

Перелет не получится осуществить по прямой – планеты движутся по орбите вокруг Солнца. Космическому аппарату придется лететь до Марса в ту точку, где планета еще не находится.

Кроме этого, необходимо учитывать силу притяжения Солнца. Ракете необходимо будет лететь на максимально удаленном расстоянии от нашего светила. Это позволит сэкономить топливо.

Еще нужно брать во внимание, что между планетами находятся другие небесные тела – спутники, астероиды. Поэтому мало оттолкнуться от Земли и разогнаться. Нужно будет постоянно притормаживать и менять траекторию полета.

Лететь с максимальной скоростью не получится, потому что самый быстрый аппарат нес на себе относительно небольшое оборудование, а космическому кораблю необходимо будет перенести людей, оборудование, провиант и топливо, которого потребуется колоссальное количество. Кроме того, корабль должен быть оснащен защитой от космической радиации, которая губительна для человека.

Расстояние от Марса до Земли

Как уже было сказано ранее, лететь до Марса по прямой не получится. Расстояние между планетами меняется. Это связано с тем, что Солнце, притягивая планеты, удерживает их на разных орбитах. Кроме этого небесные тела сами двигаются по своим орбитам.

Минимальное расстояние между планетами достигается только при выполнении двух условий:

• Марс находится в Перигелии – наиболее приближенная точка к Солнцу;

• Земля в точке Афелия, максимально удаленной от Солнца.

За всю историю человечества приблизиться к такому расстоянию удалось только в августе 2003 года. Тогда дистанция между планетами была равна примерно 56 млн. км.

Наибольшее расстояние достигается, когда планеты расположены по разные стороны от центра нашей системы (401 млн. км).

Космическому аппарату понадобится лететь навстречу красной планете по орбите, наиболее удаленной от Солнца. Многие решать, что проще всего срезать окружность по хорде (прямой, соединяющей две точки окружности). Но здесь возникает еще одна проблема – сила притяжения Солнца, которая прямо пропорционально влияет на количество необходимого топлива. Космическому аппарату придется постоянно менять траекторию, чтобы не попасть под влияние нашей звезды.

Реальные полеты к Марсу и возможные траектории

Хотя человеку еще не удалось добраться до красной планеты, но аппараты для исследований уже были доставлены с Земли.

Освоение Марса началось еще в прошлом веке. Первая автоматическая межпланетная станция НАСА Mariner-4 приблизилась к планете в 1964 году. После этого началось более пристальное изучение красной планеты, были отправлены пилотируемые с Земли зонды и аппараты. Конечно, случались и неудачные попытки, например «Зонд-2», отправленный СССР вообще не смог попасть в район красной планеты. Но, отрицательный результат – тоже результат. Это говорит только об одном – планирование полета человека на Марс должно происходить наиболее тщательно и осмысленно, здесь важна каждая мелочь.

На сегодняшний день, научному сообществу хватает данных для построения возможных траекторий для преодоления такого большого пространства. Одной из основных задач перед учеными стоит уменьшение количества потраченного топлива для полета на Марс.

Объем топлива для межпланетного перелета

Для того чтобы полет на Марс не оказался билетом в один конец, необходимо огромное количество топлива. Поэтому было предложено несколько интересных концепций для решения этого вопроса.

Довольно интересным считается проект Роберта Зубина. Ядерный реактор будет главным источником энергии. Для его работы понадобится 6 тонн водорода. Для обратного перелета планируется использовать диоксид углерода, которым богата атмосфера красной планеты. С помощью реактора планируется преобразовать их в метан и воду в количестве 100 тонн.

Российскими учеными разработана термическая ядерная установка. Принцип движения довольно близок к реактивному движению – тепловая энергия от расщепления атомов сжигает вещество. Пламя будет двигаться в противоположном направлении от ракеты, обеспечивая движение.

Представленный проект уже не будет являться обычным реактивным двигателем на химическом топливе, которого понадобится 1630 тонн, чтобы осуществить перелет. Это будет комплекс сверхтяжёлой ракеты-носителя.

Сейчас разрабатываются двигатели, работающие на темной материи и плазменные установки, но пока это только в теории.

Также интересными проектами, с точки зрения экономии топлива, являются теории проведения стартов с Луны. Тогда для полета понадобится в 33,17 раз меньше топлива. Эти цифры зависят от силы притяжения планеты и её атмосферы.

Эллиптическая гомановская траектория

В 1925 году Уолтер Гоман предложил способ перелета, при котором используется часть эллиптической орбиты для перехода между орбитами планет.

Полуэллипс образует касательную линию с орбитами Земли и Марса. Ракете необходимо развить скорость 11,59км/сек, что соответствует второй космической скорости. В среднем такой перелет займет 8 с половиной месяцев, а если увеличить скорость до 12 км/сек, то перелет сократиться до 5 месяцев.

Однако этот способ влечет за собой очень высокие затраты на топливо, так как при подлете к марсианской орбите, необходимо будет включать тормозные двигатели.

Значительно сэкономить топливо можно используя баллистический захват – космический аппарат будет вращаться вокруг Солнца на своей орбите со скоростью, гораздо ниже, чем у Марса. При сближении Марс просто захватит аппарат на свою орбиту. Этот способ снизит количество необходимого топлива, но увеличит время перелета. А от времени пилотируемого полета зависит количество необходимых ресурсов для жизнеобеспечения экипажа.

Для осуществления перелета по параболической траектории космический аппарат должен иметь начальную космическую скорость примерно 16,7 км/сек. Это соответствует третьей космической скорости.

Траектория полета будет проходить по параболе от Земли до Марса и обратно. При этом время перелета сократится до 70 суток (при достижении оптимальных условий расположения планет).

Энергетические затраты возрастают примерно 4,3 раза в сравнении с полетом по эллиптической орбите. Однако за счет сокращения времени пребывания в космосе снижаются затраты на обеспечение защиты от радиации, кислород, продукты питания.

Гиперболическая траектория движения

Гиперболическая траектория полета самая близкая к перелету по прямой, возможен быстрый разгон до больших скоростей. При таком перелете уменьшается время воздействия космической радиации на космонавтов.

Для разгона аппарата до гиперболических скоростей на Земле уже имеются технологии. Так, космический зонд «Новые горизонты» достиг Марса за 78 суток. Но космическому аппарату, пилотируемому человеком, понадобится гораздо больше энергии.

В настоящее время ведется разработка электрических (ионных) двигателей, способных достигать скорости 100 км/сек.

История важнейших миссий освоения

Исследование красной планеты учеными началось в Древнем Египте 3,5 тысячи лет назад. Тогда была составлена математическая модель движения планеты по небосводу.

В 1964 году НАСА отправляет к Марсу аппарат «Маринер-4», тогда был проведен облет вокруг планеты и сделаны первые снимки, весь перелет занял 228 дней. После этого в феврале 1969 года стартовал проект «Маринер-6», который не только провел съемку Марса вблизи, но и исследовал атмосферу планеты, температуру. В этом же году стартует «Маринер-7», который повторяет миссию «Маринер-6».

В 1971 году был запущен первый искусственный спутник Марса «Маринер-7». Работая до октября 1972 года, он составил первую карту планеты.

Первую посадку на Марс совершил аппарат «Викинг-1», в 1976 году он долетел до Марса за 304 дня. «Викинг -2» был отправлен в 1975 году, состоял из орбитальной станции и зонда. Его предназначением был поиск жизни. Также были сделаны первые цветные снимки.

В 1996 году стартовал проект «Марс Глобал Сарвейор». Ему удалось достигнуть орбиты Марса за 308 дней. В 2001 году он был выведен из строя.

В 1996 году совершил посадку на красную планету аппарат «Марс Патфайндер». Целью его изучения была поверхность планеты, состав грунта, температура и ветер.

25 декабря 2003 года была отправлена станция Европейского космического агентства Марс Экспресс.

В августе 2005 года «Марсианский разведчик» отправился на Марс, чтобы найти наиболее подходящее место для высадки людей.

Атмосферу красной планеты изучает «Мавен» – американский межпланетный зонд.

Проекты по освоению Марса

На данный момент уже разработан проект Mars One. Основной задачей является пилотируемый человеком перелет. В 2013 году был осуществлен отбор претендентов.

До 2024 года планируется создать ряд искусственных спутников Солнца для реализации связи с красной планетой и отправка на Марс необходимых для организации колонии грузов – систем жизнеобеспечения, жилых модулей.

В 2026 году планируется вывести на орбиту Земли транзитный модуль и части космического корабля. Затем 4 человека совершат первый в истории пилотируемый перелет на Марс. Высадка планируется в 2027 году. Первый экипаж должен будет начать осваивать планету.

Кроме этого, Илон Маск в 2016 году представил свой проект Space-X по освоению красной планеты. Этот проект тесно связан с процессом формирования на Марсе не просто систем жизнеобеспечения. Он подразумевает полноценное освоение Марса только при создании условий, близких к условиям на Земле. А это уже займет больше сотни лет.

Высадка человека на Марсе позволит узнать не только, как зарождалась жизнь, случайность ли это или закономерность химической эволюции. Причины для освоения Марса не ограничиваются научным интересом. Это дополнительные ресурсы, консолидация сверхдержав для достижения общей цели. В конце концов, Земля может стать непригодной для жизни, и человечеству нужно будет искать новые места обитания.