Тази статия първоначално се появява в Space Magazine през юли 2012 г., но е актуализирана със свързано видео.
Планетата Марс е един от най-ярките обекти на нощното небе, лесно видим с неоткритото око като яркочервена звезда. На всеки две години Марс и Земята достигат най-близката си точка, наречена „опозиция“, когато Марс може да бъде на близо 55 000 000 км от Земята. И на всеки две години космическите агенции се възползват от това орбитално подравняване, за да изпращат космически кораб до Червената планета. Колко време отнема да стигнем до Марс?
Общото време на пътуване от Земята до Марс отнема между 150-300 дни в зависимост от скоростта на изстрелване, подравняването на Земята и Марс и продължителността на пътуването, което космическият апарат предприема, за да достигне целта си. Наистина зависи само от това колко гориво сте готови да изгорите, за да стигнете дотам. Повече гориво, по-кратко време за пътуване.
История на отиването на Марс:
Първият космически кораб, извършил пътуването от Земята до Марс, е Mariner 4 на НАСА, който стартира на 28 ноември 1964 г. и пристига на Марс на 14 юли 1965 г., като прави успешна серия от 21 снимки. Общото време на полета на Mariner 4 е 228 дни.
Следващата успешна мисия на Марс беше Mariner 6, която взриви на 25 февруари 1969 г. и достигна планетата на 31 юли 1969 г .; време на полет само 156 дни. На успешния Mariner 7 са били нужни само 131 дни, за да направи пътуването.
Mariner 9, първият космически кораб, успешно излязъл на орбита около Марс, стартира на 30 май 1971 г. и пристига на 13 ноември 1971 г. с продължителност 167 дни. Това е същият модел, който се задържа в продължение на почти 50 години проучване на Марс: приблизително 150-300 дни.
Ето още няколко примера:
- Викинг 1 (1976) - 335 дни
- Викинг 2 (1976) - 360 дни
- Марски разузнавателен орбитър (2006) - 210 дни
- Phoenix Lander (2008) - 295 дни
- Любопитство Ландър (2012) - 253 дни
Защо отнема толкова дълго?
Когато вземете предвид факта, че Марс е само на 55 милиона км, а космическият кораб пътува с над 20 000 км / час, бихте очаквали космическият кораб да извърши пътуването за около 115 дни, но това отнема много повече време. Това е така, защото и Земята, и Марс обикалят около Слънцето. Не можеш да насочиш директно към Марс и да започнеш да изстрелваш ракетите си, защото до момента, когато стигнеш там, Марс вече би се преместил. Вместо това космическите кораби, изстреляни от Земята, трябва да бъдат насочени на мястото Марс ще бъде.
Другото ограничение е горивото. Отново, ако сте имали неограничено количество гориво, ще насочите космическия си кораб към Марс, стреляте с ракетите си на половината път на пътуването, след което се обърнете и намалете скоростта за последната половина от пътуването. Можете да намалите времето за пътуване до част от текущата тарифа - но ще ви е необходимо невъзможно количество гориво.
Как да стигнем до Марс с най-малко количество гориво:
Основната грижа на инженерите е как да стигнат космически кораб до Марс, за най-малко количество гориво. Роботите изобщо не се интересуват от враждебната космическа среда, така че има смисъл да намалите разходите за изстрелване на ракетата колкото е възможно повече.
Инженерите от НАСА използват метод на пътуване, наречен трансферна орбита на Хоман - или орбита на минимален трансфер на енергия - за изпращане на космически кораб от Земята до Марс с възможно най-малко количество гориво. Техниката е предложена за първи път от Уолтър Хоман, който публикува първото описание на маневрата през 1925г.
Вместо да насочите ракетата си директно към Марс, вие усилвате орбитата на своя космически кораб, така че да следва по-голяма орбита около Слънцето от Земята. В крайна сметка тази орбита ще пресече орбитата на Марс - в точния момент, че и Марс е там.
Ако трябва да стартирате с по-малко гориво, просто ви отнема повече време, за да вдигнете орбитата си и да увеличите пътуването до Марс.
Други идеи за намаляване на времето за пътуване до Марс:
Въпреки че изисква известно търпение да изчакаме космически кораб да измине 250 дни, за да стигне до Марс, може да искаме съвсем различен метод на задвижване, ако изпращаме хора. Космосът е враждебно място и излъчването на междупланетното пространство може да представлява дългосрочен риск за здравето на човешките астронавти. Космическите лъчи на фона нанасят постоянна баража от радиация, предизвикваща рак, но има по-голям риск от масивни слънчеви бури, които могат да убият незащитени астронавти за няколко часа. Ако можете да намалите времето за пътуване, вие намалявате времето, в което астронавтите се затрудняват с радиация, и свеждате до минимум количеството на доставките, което им е необходимо да пренесат за връщане.
Go Nuclear:
Една идея е ядрени ракети, които загряват работна течност - подобно на водород - до интензивни температури в ядрен реактор, след което я издухват с ракетна дюза с високи скорости, за да създадат тяга. Тъй като ядрените горива са много по-гъсто енергийни от ракетите с химикали, бихте могли да получите по-голяма скорост на тягата с по-малко гориво. Предлага се ядрената ракета да намали времето за пътуване до около 7 месеца
Отидете магнитно:
Друго предложение е технология, наречена the Променлива специфична импулсна магнитоплазмена ракета (или VASIMR). Това е електромагнитна тяга, която използва радиовълни за йонизиране и загряване на гориво. Това създава йонизиран газ, наречен плазма, който може да бъде изтласкан магнитно от задната страна на космическия кораб при високи скорости. Бившият астронавт Франклин Чанг-Диас е пионер в развитието на тази технология и се очаква прототип да бъде инсталиран на Международната космическа станция, за да й помогне да поддържа височината си над Земята. При мисия до Марс, ракета VASIMR може да намали времето за пътуване до 5 месеца.
Отидете антиматерия:
Може би едно от най-крайните предложения би било да се използва антиматериална ракета, Създаден в ускорители на частици, антиматерията е най-гъстото гориво, което бихте могли да използвате. Когато атомите на материята се срещнат с атоми на антиматерията, те се трансформират в чиста енергия, както е предсказано от известното уравнение на Алберт Айнщайн: E = mc2, Само 10 милиграма антиматерия биха били необходими, за да се задейства човешка мисия до Марс само за 45 дни. Но тогава производството на дори това незначително количество антиматерия би струвало около 250 милиона долара.
Бъдещи мисии до Марс:
Въпреки че са предложени някои невероятни технологии за съкращаване на времето за пътуване до Марс, инженерите ще използват изпитаните и истински методи за следване на минимални орбити на трансфер на енергия с помощта на химически ракети. Мисията на НАСА MAVEN ще стартира през 2013 г. с помощта на тази техника, както и мисиите на ESA ExoMars. Може да минат няколко десетилетия, преди други методи да станат общи техники.
Допълнителни изследвания:
Информация за междупланетни орбити - НАСА
7 минути терор - предизвикателството да кацнем на Марс
Предложение на НАСА за ядрен ракетен двигател
Транспортни орбити на Хоман - Държавен университет в Айова
Минимални трансфери и междупланетни орбити
Нов и подобрен антиматериален космически кораб за мисии на Марс - НАСА
Астрономия в ролите Епизод 84: Отиване около Слънчевата система
Свързани истории от Space Magazine:
Пътувайте до Марс само за 39 дни
Еднопосочна, мисия на един човек до Марс
Може ли човешка мисия на Марс да бъде финансирана търговски?
Как MSL ще се придвижва до Марс? Много внимателно
Евтино решение да стигнем до Марс?
Защо не са успели толкова много мисии до Марс?
Тази статия първоначално се появява в Space Magazine през юли 2012 г., но е актуализирана със свързано видео.
Podcast (аудио): Изтегляне (Продължителност: 3:17 - 3.0MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (видео): Изтегляне (75.6MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
