Сколько километров лететь до Марса с Земли
Расстояние между этими небесными телами все время изменяется — это не константа. Из-за того, что Земля и Марс вращаются вокруг Солнца по разным траекториям, каждая из которых имеет форму эллипса, только раз в пару лет им удается максимально сократить расстояние между собой. Момент такой близости называется противостоянием.
Орбита Марса и удаленность в разных точках
Обычное противостояние — это когда между нами и Красной планетой примерно 100 млн км пути. Однако случается и великое противостояние (ВП), когда дистанция между нами и Марсом становится минимальной. Случается оно раз в 15−17 лет. В 2018 году во время ВП Земля и Марс сократили расстояние до 57,77 млн км, а в 2003 году удаленность составила всего 55,8 млн км. Это немного, ведь максимально обе планеты могут отдалиться друг от друга на 401 млн км.
Где должен быть Марс во время запуска корабля
Лучшим моментом для отправки космического судна на Марс является время великого противостояния. Длится оно от 2 до 3 месяцев. Если лететь нужно срочно, стоит дождаться хотя бы обычного противостояния, происходящего раз в 780 суток.
Но это в идеальных условиях, когда не учитываются скорость движения планет корабля. В реальности все намного сложнее — переместиться по прямой из условной точки А в точку Б не получится.
Орбитальная механика, или сколько километров нужно преодолеть
Эллиптические орбиты, разная скорость движения Земли и Красной планеты, малая скорость (в условиях космоса) ракеты, ограниченность топливного ресурса и т. п. дают понять, что лететь придется долго и много. Ни о каких 55−60 млн км не может быть и речи, да и сам полет необходимо планировать заранее.
Спойлер: с учетом всех человеческих возможностей, ответом на вопрос «сколько лететь до Марса» станет число 600 млн км.
Сколько земных лет, дней, часов лететь человеку до Марса
Чтобы точно просчитать путь от нашей планеты к Марсу, нужно учесть такие данные, как расстояние, скорость ракеты и ее массу, траекторию, положение планет.
Теоретически, на самом быстром космическом судне по кратчайшему пути добраться на Марс получится за 941 час (40 дней). По усредненному расстоянию время полета ракеты к Марсу составит 3 879 часов (162 дня). Если обе планеты будут на максимальном отдалении друг от друга, путь займет 289 дней.
В чем сложность вычислений
Формулы для вычисления должны учитывать то, что обе планеты непрерывно движутся вокруг своей оси и Солнца. Инженерам следует вычислить идеальное положение двух планет для запуска корабля, чтобы в назначенное время и ракета, и Марс встретились в одной точке.
Это важно, так как от времени полета зависит объем заправляемого топлива, кислорода, еды и всего того, без чего нельзя представить любое путешествие, особенно космического характера.
Прогнозы, сколько лететь по времени
Профессор Крейг К. Паттен утверждает, что долететь с Земли до Марса при идеальном старте можно за 9 месяцев. Это значит, что запуск ракеты должен проходить в момент, когда орбиты двух планет синхронизируются — случается это раз в 26 месяцев.
Почему лететь так долго
Во-первых, аппарат будет двигаться по кривой, учитывая при этом орбитальное положение Земли и Марса.
Во-вторых, продолжительность полета зависит от положения двух планет в момент запуска. Помним про 26 месяцев.
В-третьих, развитие космических технологий. Для преодоления силы тяжести Земли и вывода ракеты на орбиту используется мощный двигатель, расходующий огромное количество топлива. При этом время его работы исчисляется несколькими минутами. А взять дополнительное горючее для повторного разгона корабля пока технически невозможно.
Как быстрее долететь до Марса (маршруты)
Проложить путь к Красной планете по прямой нельзя (мешает гравитационное поле Солнца), поэтому остается траектория полета в виде кривой. Ученые предлагают три варианта: эллиптическую, параболическую, гиперболическую.
Эллиптическая (Гомановская) траектория — добраться до Марса с наименьшим количеством топлива
Траектория полета, придуманная ученым Вальтером Гоманом в 1925 году. Особенность: маршрут нуждается в минимальном объеме топлива, что экономически привлекательно. Подходящее время для запуска корабля — раз в 2 года и 50 дней. Продолжительность полета к Красной планете варьируется от 150 до 260 дней при скоростях ракеты 12 км/с и 11,6 км/с соответственно.
Эллиптическая траектория чаще всего используется для космических миссий к Марсу.
Параболическая траектория — быстрее, но дороже
Вариант, серьезно сокращающий время пребывания в межпланетном пространстве: корабль и экипаж меньше облучаются космической радиацией. Отсюда снижение требований к радиационной защите, запасу кислорода и продуктов питания.
При параболической траектории космолет должен стартовать с третьей космической скоростью — 16,65 км/с. Продолжительность перелета от Земли к Марсу займет до 70 дней. Нюансы: дороговизна. Расход топлива возрастет в 4,3 раза по сравнению с Гомановской траекторией.
Гиперболическая траектория — оптимальная, но пока сложно реализуемая
Ученые считают ее наиболее перспективной. Суть маршрута: космический корабль направляется к Марсу со скоростью выше третьей космической. Это значительно уменьшит время полета, но потребуются более мощные двигатели. Специалисты делают ставку на новые электронные (ионные) двигатели.
К примеру, космический объект «Oumuamua», относящийся к гиперболическим астероидам, преодолел путь между земной и марсианской орбитами всего за 14 дней.
Способы сократить время полета
Первое — разработать наиболее оптимальную траекторию полета, помимо вышеперечисленных. Второе — нужно использовать более мощные двигатели: ядерные, электромагнитные, антиматерию.
В 2022 году ученые представили способ уменьшения времени полета к Марсу — это устройство, работающее на инфракрасных лазерах.
Сколько будет стоить путешествие
Цифры разные. В американских исследованиях фигурирует бюджет от 220 до 400 млрд долларов инвестиций (доставка корабля на Марс вместе с экипажем).
Илон Маск в интервью от 2022 года заявил, что стоимость билета на его шаттл до Красной планеты составит около $100 тысяч. Тремя годами ранее он просил до $500 тысяч за билет туда и обратно.
Цели полетов на Марс
Конечно же, научные исследования. Планету выбрали неспроста. Она более пригодна для возможной колонизации в будущем относительно других объектов Солнечной системы. Есть и другие цели:
- поиск признаков жизни;
- поиск полезных ископаемых;
- изучение влияния внеземных условий на человека;
- развитие космонавтики.
Нерешенные проблемы перелета
Основная проблема — длительность полета. Ученые не могут предсказать, какие непредвиденные ситуации могут произойти с кораблем и экипажем в космосе. Никто не отменял возможную поломку оборудования, метеоритный дождь, солнечный ветер и вспышки, радиация, клаустрофобия, психические и физические заболевания, истощение запасов продовольствия, кислорода и топлива.
Неудачные полеты
Первые космические зонды на Марс стартовали в 60-х годах XX века. С того времени было отправлено свыше 50 аппаратов, но даже и половина из них не достигла грунта Красной планеты. Причиной тому послужили аварийные ситуации в полете, при запуске или посадке корабля, потеря связи, неудачное приземление и т. п.
Сколько топлива нужно для полета на Марс
Все зависит от выбранной траектории. Если в полете на Марс будут использоваться химические двигатели, то потребуются тысячи тонн горючего. Основной расход приходится на запуск и посадку космического судна. Кроме того, топливо необходимо и для поддержания жизнеобеспечения экипажа.
Расстояние от Земли до Марса
Минимальная дистанция — 56 млн км. Современные космические аппараты с легкостью могут преодолеть это расстояние. Но не все так просто. Из-за разных траекторий и скорости движения планет, расстояние между ними может достигать солидных 401 млн км, что минимум в 8 раз удорожает стоимость проекта.
Вывод
Сложностей много, но момент высадки на Красную планету все ближе и ближе. В NASA заявляют, что столь грандиозное событие может случится 2030−2040 годах. Илон Маск прогнозирует, что шаттл SpaceX с пассажирами на борту посетит Марс в 2029 году.
