Расстояние от земли до марса

Илон Маск и его Тесла

Еще одно знаковое событие состоялось совсем недавно (раньше первоначальной даты публикации нашей статьи), а именно запуск на Марс машины Tesla Roadster Илоном Маском и его компанией Space X, который состоялся 6 февраля 2018 года. На орбиту Теслу вывела ракета Falcon-Heavy c космодрома на мысе Канаверал (США).

Видео запуска Falcon-Heavy.

А это собственно фото автомобиля с манекеном космонавта внутри, который был отправлен в космос. Первоначально предполагалось отправить Теслу именно на Марс, правда, вывести автомобиль на намеченный курс к «красной планете» так и не получилось, скорость, с которой ракета Falcon-Heavy вышла в космос была слишком велика, в результате траектория полета сместилась.

Основные причины растущего интереса к теме полётов на Марс

Марс всегда вызывал жгучий интерес у человечества. Например, в древнеримской мифологии Марс был богом войны, одним из трёх богов, возглавлявших древнеримский пантеон. Знания о Красной планете постепенно накапливались, человечество становилось всё ближе к первому шагу его представителя по марсианской поверхности.

Тема полётов на Марс представляет интерес в первую очередь для учёных. О возможном существовании жизни на этой планете говорят уже давно. В данном случае интерес к Марсу связан с ответом на один из основных вопросов, волнующих человечество. Это вопрос о том, одни ли мы во Вселенной или жизнь может существовать и в других её уголках. Доказано, что на Красной планете давным-давно была вода и тёплый климат. Если исследователям удастся обнаружить следы современной жизни на Марсе или неопровержимые доказательства её существования на этой планете в прошлом, то будет подтверждена теория о том, что процесс эволюционного развития от простых химических соединений к сложным характерен для Вселенной в целом.

В том же случае, когда на Марсе не удастся обнаружить свидетельства жизни, то, скорее всего, учёные придут к выводу о том, что для возникновения органической жизни необходим ещё и элемент случайности, невероятного стечения обстоятельств. И тогда можно с большой долей вероятности утверждать, что планета Земля является единственным обитаемым уголком в космосе.

Вторым фактором, обуславливающим резко возросший интерес к полётам на Марс, является вызов человеческому обществу, которое может развиваться только в том случае, когда преодолевает препятствия и отвечает на вызовы. В противном случае начинается застой и прекращение развития. Учёные мечтают стать пионерами новых миров. Полет на Марс поможет миллионам учёных, конструкторов, исследователей в различных областях получить невероятный интеллектуальный капитал, который станет достоянием человеческого общества. Полёт на Марс — это открытия, новые технологии, большой толчок в технологическом развитии.

Третьим фактором можно считать необходимость полёта на Марс для будущего человечества. Рано или поздно человеческая цивилизация столкнётся с перенаселением планеты, исчерпанием природных ресурсов, запасов энергоносителей, дефицита продуктов питания. Поэтому наиболее прозорливые учёные уверены в том, что уже сегодня надо приступать к освоению других планет. Вначале это будет создание небольших колоний, но с развитием технологий и увеличением темпов заселения других планет, в частности, Марса начнётся строительство крупных поселений с развитой инфраструктурой и многочисленным населением.

Пилотируемый полёт на Марс может стать началом новой эры всего человечества

Атмосфера и температура планеты Марс

Красная планета располагает тонким атмосферным слоем, который представлен углекислым газом (96%), аргоном (1.93%), азотом (1.89%) и примесями кислорода с водой. В ней много пыли, размер которой достигает 1.5 микрометра. Давление – 0.4-0.87 кПа.

Большое расстояние от Солнца к планете и тонкая атмосфера привели к тому, что температура Марса низкая. Она скачет между -46°C до -143°C зимой и может прогреваться до 35°C летом на полюсах и в полдень на экваториальной линии.

Тонкая марсианская атмосфера и пыльная красная поверхность, отображенные аппаратом Викинг-1 в 1976 году

Марс отличается активностью пылевых бурь, которые способны имитировать мини-торнадо. Они образуются благодаря солнечному нагреву, где более теплые воздушные потоки поднимаются и формируют бури, простирающиеся на тысячи километров.

При анализе в атмосфере также нашли следы метана с концентрацией 30 частичек на миллион. Значит, он освобождался из конкретных территорий.

Исследования показывают, что планета способна создавать в год до 270 тонн метана. Он достигает атмосферного слоя и сохраняется 0.6-4 лет до полного разрушения. Даже небольшое наличие говорит о том, что на планете скрывается газовый источник. Нижний рисунок указывает концентрацию метана на Марсе.

Распределение метана в атмосфере Марса

Среди предположений намекали на вулканическую активность, падение комет или наличие микроорганизмов под поверхностью. Метан может создаваться и в небиологическом процессе – серпентинизация. В нем присутствует вода, углекислый газ и минеральный оливин.

В 2012 году провели несколько вычислений по метану при помощи ровера Curiosity. Если первый анализ показал определенное количество метана в атмосфере, то второй показал 0. А вот в 2014 году ровер натолкнулся на 10-кратный всплеск, что говорит о локализированном выбросе.

Также спутники зафиксировали наличие аммиака, но его срок разложения намного короче. Возможный источник – вулканическая активность.

Гибернация и киборгизация как защита от радиации

Ученые обдумывают и другие, футуристические способы защиты: гибернацию (искусственный сон) и киборгизацию. Во сне биологические процессы замедляются — сейчас пытаются понять, как космическое излучение влияет на человека в состоянии гибернации. При подготовке к космическим полетам или экспедициям в Антарктику раньше удаляли проблемные зубы, аппендикс.

«Тут возникает мысль, что человека можно «доработать» для полета в космос, например, заменить ему хрусталик глаза на искусственный. Американские специалисты заметили, что чем дольше летал астронавт, тем больше у него возникает очагов катаракт», — пояснил Вячеслав Шуршаков.

Также необходимо учитывать индивидуальную радиочувствительность космонавтов. Перед полетом можно облучать кровь предполагаемых членов экипажа в пробирке, смотреть на реакцию и отбирать в команду с учетом индивидуальной сопротивляемости.

Сколько лететь до Марса от Земли

Сейчас Красная планета изучается с различных точек зрения в качестве:

• возможного источника природных ресурсов и полезных ископаемых;
• территории для переселения с Земли;
• направления в туризме.

Для каждого пункта важно время полета человека до Марса. Продолжительность полета зависит от того, в каких точках находится каждая из планет

Наиболее коротким считается путь по прямой линии, когда небесные тела максимально приближены друг к другу: среднее время полета займет 39 суток и 5 часов.

Однако в реальности осуществить такой полет невозможно, т. к.:

1. Марс и Земля постоянно движутся, перемещаясь по эллиптическим орбитам разного размера.
2. Гравитационное притяжение Солнца оказывает влияние на небесные тела.

Поэтому ученые спроектировали 3 траектории полета до Красной планеты: параболическая, гомановская (эллиптическая) и гиперболическая.

Возможные траектории полета на Красную планету. Credit: ptich-mol.ru.

Эллиптическая траектория считается простейшей траекторией, полет по которой требует минимальных топливных затрат. Такой маршрут впервые был предложен в 1925 г. Гомановская траектория имеет форму эллиптической орбиты, по которой летательный аппарат может переходить между 2 другими орбитами. Ориентировочное время в пути — 150-260 суток, в зависимости от начальной скорости летательного аппарата.

Гиперболическая траектория предполагает, что космический корабль сначала пролетит мимо Марса, а потом поменяет направление движения под влиянием гравитационного поля Красной планеты. Сложность выполнения такого маршрута заключается в том, что скорость летательного аппарата должна превышать 16,7 км/с.

В современных ракетах применяются химические двигатели, не способные развивать такие скорости. Для этого необходимы ионные двигатели, которые ученые активно разрабатывают. Общее время полета по гиперболической траектории варьируется от 1 до 1,5 месяцев.

Таким образом, выбор траектории полета на Марс зависит от нескольких факторов: тип двигателя космического корабля; необходимое (оптимальное) время полета; удаленность Марса от Земли.

За все время освоения космического пространства к Марсу было отправлено около 50 миссий автоматических зондов. Сейчас разрабатываются программы по пилотируемому полету на Красную планету.

Возможные пути до Марса

Ученые разработали три траектории, отличающиеся по продолжительности полета и скорости:

1.Эллиптическая, по которой полет будет самым простым, менее энергозатратным и самым длительным.

2. Параболическая

3. Гиперболическая, характеризующаяся большими энергетическими затратами для более быстрого достижения поверхности Красной планеты.

Эллиптическая траектория

Эллиптическая траектория имеет второе название «гомановская» по имени немецкого ученого Вальтера Гомана, разработавшего ее.

Одновременно с ним эту траекторию предложили советские ученые Фридрих Цандер и Владимир Ветчинкин.

Гомановская траектория (иллюстрация из открытых источников)

Дорога к Марсу по эллиптической траектории будет простейшей, требующей минимальных затрат горючей смеси.

Она представляет половину отрезка эллиптической орбиты вокруг Солнца. При этом Земля расположена в ближайшей к Солнцу точке орбиты (в перицентре), а самая удаленная от Солнца точка орбиты (апоцентр) расположена вблизи планеты Марс.

Запуск космического корабля должен произойти в наиболее благоприятный период времени.

Математические расчеты позволяют предсказать такое время старта, чтобы в момент достижения аппаратом орбиты планеты ее положение совпало с точкой прибытия космического корабля.

Такие «окна» наблюдаются раз в 2 года и 50 суток.

В зависимости от начальной скорости (11,6-12 км/с) и длины дуги эллипса миссия на Марс может занять 150-260 суток.

Исторически самый короткийпо времени полет к Красной планете произошел 1969 году. Аппарат Маринер-6 достиг ее за 131 сутки.

Самые долгие полеты на ракете длились больше 330 суток («Марс Обсервер», «Марс Полар Лэндэр», «Викинг-2»).

Учитывая необходимость наличия окон в траектории, экипажу нужно будет провести на планете 450 суток в ожидании следующего окна.

Параболическая траектория

Параболическая траектория полета имеет форму параболы. Если запустить корабль по такому маршруту, он достигнет Марса за 70 суток.

Это связано с большим потреблением горючей смесь в момент старта и посадки. Ведь чтобы пройти по параболической траектории, необходимо разогнать корабль до 16,7 км/с (третья космическая скорость), а потом затормозить при посадке (к этому моменту скорость будет составлять 20,9 км/с).

Параболитическая траектория (иллюстрация из открытых источников)

Гиперболическая траектория

По гиперболической траектории корабль должен будет пролететь мимо планеты, а затем изменить направление движения, попав в ее гравитационное поле.

Скорость корабля должна превышать третью космическую, то есть она будет выше 16,7 км/с.

Человечество уже запускало корабли на такой высокой скорости, например, «Новые горизонты», «Пионер-10». По энергетическим затратам это самая дорогостоящая дорога к Марсу.

Корабль с химическим типом двигателя не сможет лететь до Марса по такой траектории. Необходима быстрая ракета с другим более эффективным двигателем, способным разогнать ее до третьей космической скорости и выше при более низких энергозатратах, к примеру, ядерным или электрическим.

Гиперболическая траектория (иллюстрация из открытых источников)

Как рассчитывается расстояние до красной планеты в километрах

Минимальное расстояние от Земли до Марса (53 млн км) было в 2003 году (подобное сближение в следующий раз будет только через 50 тыс. лет). Один раз в два года расстояние между планетами сокращается до 54,6 млн км. Это стандартное минимальное расстояние между Землёй и Марсом. Максимально же возможным расстоянием учёные считают 401 млн км. Среднее расстояние между Землёй и Марсом составляет 225 млн км.

Как рассчитывается время полёта на Красную планету

Скорее всего, пилотируемый космический аппарат будет запущен на Марс именно при нахождении планет на минимальном расстоянии друг от друга. При расчёте длительности полёта в данном случае будет приниматься старт космического корабля в период оптимального взаимного расположения планет и время его полёта до Марса. В этом случае предполагается, что космонавты будут находиться в пути на Красную планету минимум шесть и максимум семь месяцев. Итого, дорога в одну сторону займёт от 180 до 210 дней.

Но не всё так просто. Приведённые выше расчёты являются теоретическими, а время полёта — средним. Не следует забывать и о возвращении космонавтов на Землю. Старт космического корабля с Земли на Марс, конечно, без особых проблем может быть осуществлён в оптимальный период взаимного расположения планет. А вот для возвращения на Землю придётся ждать следующего периода, когда Марс и Земля будут наиболее близки друг к другу. А этот период составляет 18 месяцев. К этому времени следует добавить минимум полугодовой период возвращения с Марса на Землю. В итоге мы получаем два с половиной года. Именно столько при благоприятном стечении обстоятельств займёт время полёта пилотируемого космического корабля на Марс от момента его старта до возвращения модуля с космонавтами на Землю.

На практике пилотируемых полётов на Марс пока ещё не было. Например, американская автоматическая исследовательская станция «Кьюриосити» летела на Марс по гомановской траектории с 26.11.2011 по 06.08.2012. Как видим, на полёт ушло чуть более восьми месяцев. А ещё в 1964 году тоже американский Mariner-4 проделал путь от нашей планеты до Красной за время, превышающее семь месяцев (28.11.1964 – 14.07.1965).

Автоматическая станция «Кьюриосити» высадила марсоход на Красной планете почти через восемь месяцев

Расчёт времени полёта космонавтов на Марс является одной из ключевых задач при разработке проекта пилотируемой космической экспедиции на Красную планету. От этого зависит количество пищи, топлива, ёмкость аккумуляторов, запасы кислорода и так далее. Ошибка может обойтись очень дорого

Также очень важно правильно рассчитать траекторию. Ведь Земля и Марс не находятся в статическом состоянии, постоянно двигаясь по своим орбитам

Запуск ракеты из точки А, находящейся на Земле, в точку B на Марсе необходимо делать с учётом опережения. Ведь за время полёта Марс значительно увеличит расстояние с нашей планетой, продолжая двигаться по своей орбите.

Сколько лететь до Марса от Луны

Полёт от Земли до Луны занимает около трёх дней. По времени полёт от Луны до Марса будет короче на три дня. Но это снова теория. На практике же лунный старт позволит значительно уменьшить затратность самого полёта, снизить вес космического аппарата за счёт меньшего количества топлива. Вторая космическая скорость для Луны составляет «всего» 2,4 км/с земными 11,2 км/с.

Соответственно, потребуются гораздо меньшие усилия для выхода из гравитационного поля космического тела (в данном случае — Луны). Но пока что лунный старт относится к области теоретических разработок. Между лунным стартом космического корабля на Марс и сегодняшним положением вещей отсутствует одно звено — невозможность старта с лунной поверхности ввиду отсутствия на спутнике Земли соответствующего стартового комплекса.

Длительность полёта от Луны до Марса принципиально не отличается от длительности полёта на Марс с Земли. Но старт пилотируемого космического комплекса с Луны позволит гораздо более эффективно использовать сам космический корабль. Предполагается, что при старте с Земли коэффициент полезной нагрузки будет составлять не более 25%, а при старте корабля с лунной поверхности этот показатель будет превышать 40%.

Что значит «перемещение со скоростью света»

Перемещение со скоростью света означает, что тело движется с колоссальной для человеческого понимания быстротой. Его скорость составляет 299 792 458 м/с или 1 079 252 848,8 км/ч. Скорость света является фундаментальной физической постоянной. Выражаясь простым языком, она означает то расстояние, которое проходит свет за определённый промежуток времени. В астрономии расстояния измеряются в световых годах. Световой год составляет 9 460 528 177 426,82 км (почти 9,5 триллиона километров). На сегодняшний день достигнуть скорости света или даже близкой к ней не удалось ни одному творению рук человека. Предполагается, что рано или поздно технический прогресс позволить достигнуть этой своеобразной скоростной черты и даже преодолеть этот барьер, как это когда-то произошло со скоростью звука. Но даже достижение скорости света не позволит человечеству посетить ближайшую из галактик — галактику Андромеды (NGC 224), только до окраины которой 2 млн 537 тыс. световых лет.

Как далеко Марс от Солнца в перигелий и афелий

Среднее расстояние от Солнца до Марса составляет 228 млн. км. Но после Меркурия это вторая самая эксцентричная планета по орбите (0.0934) в Солнечной системе. А значит дистанция меняется от 206 700 000 км до 249 200 000 км. Средняя орбитальная скорость в 24 км/с приводит к тому, что на одно вращение оси уходит 687 дней. А день длится 24 часа, 39 минут и 35 секунд.

Также у планеты наблюдается длительное возрастание эксцентриситета. 19000 лет назад он был минимальным – 0.079, а через 24000 лет станет 0.105. Марсианская орбита снова будет максимально круглой через миллион лет.

Осевой наклон Марса

Наклон оси Марса близок к земному и достигает 25.19°. А значит, от планеты можно ожидать сезонных температурных колебаний. Конечно, там холоднее, но принцип остается.

Эксцентрическая марсианская орбита и осевой наклон вызывают примечательные сезонные колебания

Средняя температура опускается до -46°C, но может понижаться до -143°C и прогреться на 35°C. Так что в определенное время Марс даже теплее Земли.

Орбита и сезонные перемены

Перемены температуры и сезонов Красной планеты основаны на орбитальных изменениях. Эксцентричность говорит о том, что планета при удаленности от Солнца замедляет скорость движения и увеличивает ее поблизости.

Афелий совпадает с весной на территории северного полушария, из-за чего это наиболее длительное марсианское время года (7 месяцев). Лето – 6 месяцев, осень и зима – 5.3 и 4 месяцев.

Красная планета оказывается в перигелии, когда южное полушарие охвачено летом, а северное зимой. При афелии все наоборот.

Южно-полярная марсианская шапка, запечатленная в апреле 2000 года

На Марсе есть снег. В 2008 году Фениксу удалось отыскать водяной лед на полярных территориях. Ученые предсказывали его наличие, но никто не ожидал увидеть, как с облаков падает снег. Это привело к мысли, что ранее климат был теплым и влажным.

В 2012 MRO отметил, что на территории в виде снегопада выпадает двуокись углерода. Последние исследования также показывают, что 3.7 млрд. лет назад на поверхности было больше воды, чем в современном Атлантическом океане. Также Марс располагал жизнеспособной атмосферой.

Погодные шаблоны

Марс располагает системой погодных условий. Это отмечается в виде опасных пылевых бурь, которые периодически охватывают всю поверхность. Способны простираться на тысячи километров и окружают планету густым слоем. Когда они разрастаются, то могут перекрыть обзор поверхности.

Ученым удалось вычислить скорость потери воды благодаря компьютерному моделированию

Таким образом не повезло Маринеру-9 в 1971 году. Когда он послал свои первые снимки, то марсианская поверхность полностью укрылась бурей. Она была настолько массивной, что отыскать можно было лишь наивысшую гору Олимп.

В 2001 году за пылевой бурей следил телескоп Хаббл на территории бассейна Эллады. Она стала крупнейшей за 25 лет. Причем за ней могли наблюдать даже астрономы-любители.

Бури появляются чаще всего, когда планета приближается к звезде. Почва высыхает и пыль легче поднять. Эти бури заставляют температуру расти, из-за чего формируется собственный парниковый эффект.

• Интересные факты о Марсе;
• Колонизация Марса;
• Марс и Земля;
• Есть ли жизнь на Марсе;
• Терраформирование Марса
• Когда мы отправим людей на Марс?
• Сравнение Марса и Земли
• Как Земля выглядит с Марса?
• Что такое марсианское проклятие?
• Когда открыли Марс?

Положение и движение Марса

• Орбита Марса;
• Сезоны на Марсе
• Как далеко Марс от Солнца?
• Сближение Марса
• Как далеко находится Марс?
• Сколько лететь до Марса;
• День на Марсе;
• Год на Марсе;

Строение Марса

• Размеры Марса;
• Кольца Марса;
• Состав Марса;
• Атмосфера Марса;
• Воздух на Марсе;
• Масса Марса;

Поверхность Марса

• Поверхность Марса;
• Лед на Марсе
• Радиация на Марсе
• Вода на Марсе;
• Температура на Марсе;
• Гравитация на Марсе;
• Цвет Марса;
• Почему Марс красный;
• Насколько холодный Марс;
• Вулканы на Марсе;
• Вулкан Олимп;
• Долина Маринер;
• Лицо на Марсе;
• Пирамида на Марсе;