Расстояние от Земли до Марса, сколько лететь до Марса времени, возможен ли пилотируемый полёт

Сколько лететь до Марса по времени

Важным фактором подготовки полёта на Марс является расчёт времени, необходимого для преодоления расстояния между небесными телами. Зная скорость звездолёта и расстояние от Земли до Марса, легко подсчитать время на осуществление экспедиции, так? Нет, не так.

Дело в том, что каждая планета вращается по своей орбите вокруг солнца и дистанция между ними непрерывно изменяется, наибольшее сближение планет (в астрономии называемое противостоянием), когда они находятся на расстоянии «всего» 55 млн км друг от друга бывает только каждые два года. Во всё остальное время дистанция между небесными телами больше, достигая максимума в 401 млн км (когда планеты находятся на противоположных сторонах от солнца).

Из курса физики известно, что невозможно преодолеть скорость света (порядка 300 тыс. км/с). Значит, теоретически, человечество когда-нибудь сможет изобрести способ передвижения в пространстве, близкий к световому барьеру. Свет (радиоволны) проходит от Земли до Марса чуть больше 3 мин, если планеты находятся в положении противостояния, и за 22,37 минуты в случае максимально далёкого расположения небесных тел.

Космический корабль, двигающийся со скоростью, близкой к скорости света, мог бы преодолеть эти дистанции за время, близкое, к озвученным значениям (не учитывая времени на разгон и торможение с перегрузками, не смертельными для человека). Кроме того, по теории относительности Эйнштейна, для астронавтов, двигающихся с такими скоростями, время замедляется. Так что для путешественников такая миссия стала бы лёгкой прогулкой.

Но это в теории пока неизвестно, можно ли в принципе создать такие быстроходные транспортные средства, поэтому рассмотрим ситуацию исходя из того, что имеет человечество сейчас и способно создать в ближайшем будущем.

Логично выбрать для космического путешествия момент, когда планеты находятся максимально близко друг от друга. Но и здесь не всё просто. Если наш корабль устремится к той точке, где находится Марс в момент старта, то он промахнётся, так как планета успеет переместиться на значительное расстояние за время экспедиции. Значит, надо рассчитать траекторию с упреждением, чтобы встретиться с планетой в расчётной точке. Следует учитывать и силы притяжения, способные изменять траектории движения космических тел.

Все эти расчёты уже давно произведены, и к Марсу были успешно отправлены космические зонды и станции. Ниже приведены некоторые из успешных полётов на Марс космических аппаратов:

• Mariner 4. Запущен в 1964 году, время в пути — 228 дней.
• Mariner 6. 1967 год — 156 дней.
• Mariner 7. 1969 год — 131 день.
• Mariner 9. 1971 год — 156 дней.
• Viking 1. 1976 год — 335 дней.
• Viking 2. 1976 год — 365 дней.

Почему же так отличается время полёта, если средняя скорость космических кораблей была примерно одинакова — чуть более 20 тыс. км/ч, можно ли долететь до «красной» планеты быстрее? Всё дело как раз в изменяющемся расстоянии между небесными телами и необходимости строить траекторию полёта с учётом движения планет по своим орбитам. И также важна не только дистанция между Марсом и Землёй, но и запас топлива, необходимый для манёвров и мягкого приземления на поверхность планеты, ведь в ограниченный объём корабля невозможно взять сколь угодно много горючего.

В настоящее время созданы и более быстрые корабли, например, New Horizons, который способен двигаться со скоростью 58 тыс. км/ч и теоретически может достигнуть Марса за 39 дней в период минимального расстояния между планетами и за 289 дней — максимального.

Планирование космических миссий с участием человека идёт полным ходом как у нас в стране, так и за рубежом. А это задача намного сложнее, чем отправить необитаемый космический аппарат с билетом в один конец. Подсчитано, что минимальное время для экспедиции в оба конца составляет примерно 500 дней. Такой большой временной интервал обусловлен тем, что для возвращения на Землю придётся подождать повторного противостояния.

После старта космического корабля наша планета начнёт стремительно уходить вперёд, так как орбитальная скорость Земли гораздо выше. Поэтому уже через три месяца (а для полёта на Марс нужно больше времени) планеты разойдутся настолько, что возвращение станет уже невозможным до следующего противостояния.

Подсчитано, что для успешной миссии в течение одного цикла, минимальная скорость корабля должна составлять 18 км/c (64800 км/ч), а это пока не достижимо. В расположение человека вроде бы была ракета Saturn V почти достигающая этого показателя (способна разгоняться до 64500 км/ч), но непонятно, была ли это мистификация или технология её производства утеряна.

Однако, технический прогресс не стоит на месте, разрабатываются новые двигатели, работающие на других физических принципах и рано или поздно у человечества появится космический транспорт с необходимыми характеристиками, но чтобы миссия полёта на Марс с участием человека была успешной, необходимо решить ещё множество проблем.

Космический корабль, двигающийся со скоростью, близкой к скорости света, мог бы преодолеть эти дистанции за время, близкое, к озвученным значениям (не учитывая времени на разгон и торможение с перегрузками, не смертельными для человека). Кроме того, по теории относительности Эйнштейна, для астронавтов, двигающихся с такими скоростями, время замедляется. Так что для путешественников такая миссия стала бы лёгкой прогулкой.

Сколько лететь с Земли до Марса – время и маршруты

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.

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

Можно ли долететь до Марса

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.

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.

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.

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.

Какое же расстояние нужно преодолеть при полете от Земли до Марса?

Ответ на вопрос «сколько лететь до Марса по времени?», как этот ни покажется странным, не имеет однозначного ответа (ведь по теории Эйнштейна все относительно — и расстояние, и время). Все дело в том, что и наша Земля, и Марс, и другие планеты (звезды и другие космические тела) находятся в постоянном движении по своим орбитам и расстояния между планетами постоянно изменятся в определенной последовательности. Так, расстояние между Землей и Марсом постоянно изменяется в довольно широком диапазоне дистанции — от 55 млн. до 400 млн. километров. Также и диапазон времени или периодов такого сближения тоже довольно значителен (от 80 лет при максимальном сближении до 2 годового периода). Это связано с тем, что циклическое движение по эллипсоидным орбитам планет в разные моменты времени определяет текущее расстояние. Наибольшее или наименьшее значение, т.е какое расстояние от Земли до Марса в данный момент времени получается в моменты расхождения или в момент схождения траекторий движения планет.

Что касается Земли и Марса, то такие периоды взаимного максимального сближения и удаления имеет значение около 80 лет. Т.е 1 раз в 100 лет обе планеты сближаются на минимально возможное расстояние от Земли до Марса в километрах (38 млн км.). Для сравнения – среднее расстояние от Земли до Луны составляет всего 280 000 км.

Однако есть и более короткие периоды такого сближения — один раз в два года, когда расстояние между Землей и Марсом составляет всего каких-то 57—58 млн. километров. Это расстояние можно в принципе считать исходной точкой для определения времени необходимого, чтобы долететь до Марса.

Расстояние между Землёй и Марсом (в а. е.) во время противостояний 2014—2061 гг.

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

Сколько лететь до Марса?

После появления SpaceX Илона Маска космос стал всё больше интересовать человечество. Все эти планы по межпланетным экспедициям, колонизация красной планеты — чудеса, да и только. Давайте предположим, что будущее наступило, а фантастические рассказы стали реальностью. Вы вышли из дома и решили полететь на время карантина на Марс. Открываете навигатор и прокладываете маршрут до Марса в колонию Илона Маска. Как вам кажется, сколько придется лететь, чтобы туда добраться? Давайте разберёмся.

Красная планета. Такая близкая, но такая далекая

Межпланетный перелёт — дело серьёзное. Здесь важную роль играет не только время, как в случае земного туризма, но и нахождение в конкретной точке пространства в заданный момент времени. Объясню на пальцах. Если мы с вами летим из одной точки Земли в другую, например, из Москвы во Владивосток, то расстояние между этими городами всегда будет неизменно, а ключевым критерием будет время вылета. Возможно, вы не обращали на это внимание, но полёт в одну сторону практически всегда дольше, чем в обратную. Почему так? Существует несколько причин: направление ветра, очереди на приземление в аэропорту и вращение Земли, но если моменты с очередью по прилёту, заставляющую пилотов несколько раз накручивать круги у аэропорта, мы опустим, то остальные два более значимых и неконтролируемых явления очень важно рассмотреть.

Если ваш основной мессенджер это Telegram, то приглашаем вас к нам в канал. Так вы не пропустите ничего важного, что связано с миром науки и высоких технологий

Пожелание попутного ветра как нельзя кстати вписывается в суть объяснения явления. Так уж повелось, что подавляющее направление ветров на нашей планете — с запада на восток, поэтому в одном случае самолёт летит по ветру, а в другом — против него, что совершенно логично влияет на время прилёта.

Схема распределения ветров на нашей планете

Так как Земля постоянно находится во вращении, то на все движущиеся объекты действует так называемая сила Кориолиса. Если по-простому, то сила Кориолиса — это сила, которая позволяет рассмотреть движение материальной точки относительно вращающейся системы отсчета (в нашем случае — Земли). Именно из-за этой неинерциальной силы при полёте вес самолёта изменяется: при движении на восток он уменьшается, а при движении на запад — увеличивается.

Если вам интересна космическая тематика – у нас есть специальный раздел на сайте

А если мы летим из Москвы в колонию Илона Маска на Марсе, неизменны ли расстояние и время между пунктами назначения? К сожалению, нет. Из-за того, что орбиты Земли и Марса сильно разнятся, самым оптимальным будет вариант полететь в положении “оппозиции” двух планет, или иным словами в момент максимального сближения.

Положение оппозиции Марса и Земли

В случае “оппозиции” расстояние между планетами станет минимальным, что равняется 55 миллионам километров, но это явление не частое, оно случается раз в два года. Кроме того, в космосе нет воздуха, там вакуум, поэтому ветров там априори быть не может, и на движение ракеты они не влияют, а что до силы Кориолиса, то здесь она создаёт проблемы, в основном, только космонавтам. Дабы побороть неудобства невесомости, корабль закручивают, но появляется знакомая уже сила Кориолиса. Из-за неё предметы летят в сторону, а нажимать на клавиши первое время крайне проблематично, потому что руку ровно так же, как и предметы, будет уносить в сторону. К счастью, человек быстро приспосабливается, и вскоре неудобства сил Кориолиса пропадают.

Общее количество времени в пути

Время полета от Земли до Марса

Космические полеты десятки и сотни лет интересуют человечество. В древности люди в простейшие телескопы изучали небо в поисках ответов о земной жизни. После исследования космическими аппаратами Луны умами человечества завладел Марс. Ведущие космические конструкторы задаются вопросами, как рассчитать оптимальную траекторию полета и сколько лететь до Марса.

Космические полеты десятки и сотни лет интересуют человечество. В древности люди в простейшие телескопы изучали небо в поисках ответов о земной жизни. После исследования космическими аппаратами Луны умами человечества завладел Марс. Ведущие космические конструкторы задаются вопросами, как рассчитать оптимальную траекторию полета и сколько лететь до Марса.

Траектории полета

Стоит понимать, что Солнечная система обладает большим количеством гравитационных точек, поэтому запускать какие-либо объекты по прямой не представляется возможным. Необходимо максимально избегать притяжения Солнца, которое может запросто притянуть любой объект запущенный с Земли и уничтожить его. Поэтому были разработаны определенные траектории, по которым возможен полет до Красной планеты. Существует несколько основных путей, как добраться до Марса.

Траектории полета на Марс

Mars Reconnaissance Orbiter — первый разведчик, отправленный в 2005 году с целью найти место, где могли бы высадиться первые колонисты. Путь занял 210 дней.

Перспективные виды топлива

В NASA сегодня применяют метод Гомановской траектории, заключающийся в разработке способа, приводящего к существенной экономии топлива. Метод был разработан господином Гоманом еще в 1925. Он заключается в доставке кораблей не непосредственно к красной планете, а на орбиту Солнца. В определенное время эта орбита пересечется с марсианской, в результате чего корабль тут же окажется привязанным уже к Марсу.

Идеи освоения Марса и планируемые пилотируемые полёты

Идея полёта на Марс и создания там полноценной колонии пригодной для жизни человека не даёт покоя не только государственным институтам, но и частным организациям. Ведущее место в разработке стратегии и исследованиях занимает США. Из частных организаций нельзя обойти вниманием всем известного Илона Маска с его легендарной красной Теслой и компанией SpaceX.

• скорость движения Марса и Земли;
• скорость полёта космического корабля;
• расстояние;
• необходимость корректировки курса.

Сколько лететь до Марса?

Для начала предстоит рассчитать время полета. Поскольку Земля и Марс вращаются по своим орбитам с разной скоростью, момент их максимального сближения или противостояние наступает достаточно редко — один раз в 26 месяцев. В такие периоды расстояние между планетами составляет «всего» 55 миллионов километров.

При движении корабля со второй космической скоростью (11,2 км/с) с учетом оговорок на достижение такой скорости, попробуем прикинуть, сколько времени понадобится, чтобы долететь до Марса. Итак, расчетное время полета составит 7 месяцев или около 210 дней. Это очень приблизительный показатель, ведь мы не учитываем множество факторов. Но такой срок и огромное расстояние — далеко не единственная проблема космического путешествия на красную планету.

Проект Mars One – это многоуровневая программа, где недостаточно просто записаться в нее и оказаться в интересном приключении. Начать следует с того, что далеко не все желающие в это приключение попадут. Да и само приключение можно назвать веселым с очень большой натяжкой. Никто до сих пор не строил колоний на другой планете, поэтому вряд ли это будет легко.

Стоит также отметить, что проект Марс Один является частным, а, следовательно, его инициаторы изначально задумываются о прибыли. Поэтому всё происходящее на Марсе будет транслироваться по телевидению и, в принципе, не особо отличаться от Дом-2. С той лишь разницей, что расположится этот дом в 55 миллионах километров от Земли, и в качестве участников там будет несколько другой контингент.

Перед отправлением кандидаты пройдут обязательную подготовку. Двоих сделают отличными инженерами, способными починить всё, что угодно на станции, двое будут медиками, один станет геологом и еще один будет искать внеземную жизнь. А базовые навыки по части основных специальностей получит каждый. Со стороны, конечно, напоминает игру из линейки UFO, только вот происходить это будет в действительности.

За техническую часть проекта отвечает известная американская компания Lockheed Martin, которая уже разрабатывала для NASA посадочный модуль, совершивший успешную посадку на Марс в 2008 году. Для нынешней миссии потребуется существенная переработка аппарата. В первую очередь по причине того, что для ее реализации будет нужно больше энергии, а значит солнечные батареи обретут новую форму и размеры.

Несмотря на то, что из-за громадного расстояния связь с Землей будет делом весьма не простым, ее колонистам всё же обеспечат. Задержка сигнала составит от 3 до 22 минут, в зависимости от удаленности планет друг от друга. Но интернет там будет. Хотя и придется постоянно предзагружать обновления. Либо изобрести средство связи со скоростью передачи информации больше скорости света.

Желание улететь на Марс изъявило более 200 тысяч человек. Однако конкурс там очень жесткий, и в полет отправятся не более двадцати. Примерно четверть из кандидатов составляют американцы. На долю россиян приходится четыре процента. Исходя из этих данных, есть шанс на то, что на Марсе будет посажена русская яблоня и старинные строки «И на Марсе будут яблони цвести» обретут смысл.

Как это обычно бывает, подготовка к чему-то глобальному и масштабному занимает намного больше времени, чем непосредственное осуществление задуманного. Марс не является исключением. Подготовка к высадке людей займет немало лет, а первые люди там появятся только в 2025 году. Расстояние до Марса в самое благоприятное время составляет 55 миллионов километров, которые придется лететь около 200 суток. Лететь, зная, что обратно уже никогда не вернешься.

Перед отправлением кандидаты пройдут обязательную подготовку. Двоих сделают отличными инженерами, способными починить всё, что угодно на станции, двое будут медиками, один станет геологом и еще один будет искать внеземную жизнь. А базовые навыки по части основных специальностей получит каждый. Со стороны, конечно, напоминает игру из линейки UFO, только вот происходить это будет в действительности.

Трудности полета на Марс

И все-таки доступные длительности полета на Марс еще весьма долгие, а могли ли бы быть быстрее? Давайте посчитаем: расстояние между нашими планетами составляет примерно 55 миллионов километров, в то время как новейшие космические корабли способны передвигаться с максимальной скоростью 20 тис. километров в час, выходит, что полет от Земли к Марсу займет как минимум 115 дней. Но это в идеале, а вот практика, к сожалению, отличается от идеальных условий, и согласно ней подобный полет протекает в два раза дольше. Почему же так?

• Во первых, что Земля, что Марс не стоят на месте, а постоянно двигаются по орбите, и нельзя просто так запустить ракету из точки А в точку В. Потому как если запустить корабль туда где Марс находится сейчас, пока он долетит планета уйдет дальше по орбите, и поэтому целится нужно на опережение, туда где Марс только появится, для этого опять таки нужно очень хорошенько рассчитать траекторию полета, ибо ошибка может быть весьма дорогостоящей.
• Еще одна трудность при полетах на марсах является топливо, точнее его ограниченность. Если предположить, что на нашем космическом корабле топливо не ограничено, то можно просто лететь к Марсу напрямую, ускоряясь до середины пути, а потом развернуть все сопла и замедлится. Но для этого потребуется невероятное количество топлива и как следствие невероятно гигантский корабль, чтобы все это топливо нести на себе.

А вот Mariner 9 стал первым земным космическим кораблем, который вышел на марсианскую орбиту, полет туда занял у него 167 дней.

Как узнать время полёта от Земли до Марса

Факторами, влияющими на длительность пути, считают:

• расстояние между планетами,
• скорость космического корабля.

Чтоб измерить сколько времени займёт полет применяются вычисления намного сложнее, чем линейное измерение расстояния, так как траектория полёта будет зависеть от постоянно движущихся по двум разным орбитам тел. Для её определения нужно вычислить точное нахождение каждой из планет в определённый момент времени, расчёты ведутся с опережением.

Расстояние между планетами уменьшается каждые 26 месяцев во время противостояния. Раз в 15-17 лет наступает момент, когда человеку лететь до Марса быстрее всего. На протяжении 1-2 недель расстояние между Марсом и Землёй достигает минимального значения. Этот период обычно используется для исследовательских полётов, который составляет от 130 до 300 дней.

Одной из опасностей Марса считаются мощные пылевые бури, которые могут также быть источником сильной радиации.

Предыстория

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Почему именно Марс — температура, вода, атмосфера

Ближе всех к Земле находится Венера (среднее расстояние – 108 млн.км). Казалось бы, и внимание к ней должно быть сильнее, чем к другим планетам солнечной системы: и наблюдать легче, и лететь быстрее.

Более того, размеры Венеры мало отличаются от земных, а значит, и гравитация почти такая же (0,9 g). Почему же предпочтение отдано Марсу?

Дело в том, что интерес к небесным телам определяется, прежде всего, возможностью их колонизации.

А такая возможность характеризуется планетарными параметрами, среди которых:

1. ускорение свободного падения (сила тяжести);
2. состав атмосферы и атмосферное давление;
3. диапазон колебания температур;
4. наличие воды;
5. присутствие озонового слоя и магнитного поля.

Если по первому пункту с Венерой всё в порядке, то остальные параметры полностью исключают возможность жизнедеятельности человека на этой планете.

В частности, её атмосфера, состоящая главным образом из углекислого газа, очень плотная, что создаёт огромный парниковый эффект, из-за которого поверхность разогревается до 4500 С. Понятно, что ни о какой воде и речи быть не может. Картину завершает атмосферное давление: оно в 90 раз больше земного!

У Марса с Землей тоже мало сходства: он почти вдвое меньше, марсианская гравитация – 1/3 от земной, средняя температура поверхности – 215 К (-580 С), атмосферный слой очень тонкий и на 96% состоит из двуокиси углерода.

Атмосферное давление составляет лишь 1/200 от земного. Но главное то, что на Марсе есть вода, пусть даже в виде льда в полярных шапках.

Есть следы извилистых долин, напоминающих русла рек, и даже гора Олимп высотой 21 км с вулканом и следами лавовых потоков (признак того, что вулкан был когда-то активным). А это уже обнадеживает.

Существуют и другие проекты полёта на Марс и его колонизации. Например, «Mars One» Беса Лансдорпа (высадка экипажа планируется уже в 2027 г.) и программа Илона Маска (главы корпорации SpaceX) по терраформирванию планеты.