Перелет человека от Луны до Марса — фантастика или ближайшее будущее
Желание человека покорить космос, совершить перелет между планетами, было всегда лишь мечтами. Если «путешествия» в космос уже давно практикуют, то межпланетные перемещения по большому счету всё еще находятся на стадии планирования. Реально ли совершить перелет от Луны до Марса? Сколько времени уйдёт на него, а также, какое топливо теоретически будет пригодно к использованию в подобном эксперименте? Технический прогресс настолько далеко зашел в своём развитии, что вчерашние мечты о полетах сегодня могут быть реальностью.
Размеры Луны и Марса
Марс и Луна в сравнении
Для грамотного планирования межпланетного перемещения, специалистам необходимо представление о размерах небесных тел, знать, что расположено дальше от Земли, и четко понимать, что все-таки больше Луна или Марс.
Ошибочно может сложиться мнение о том, что Луна является большим светилом в сравнении с другими планетами. Подобные мысли обусловлены ее расположением на максимально близком расстоянии к Земле, 384 407 километров. На самом деле, по своим астрономическим размерам Луна не превышает 27% общих параметров нашей планеты.
Лунная площадь составляет примерно 38 миллионов км2. Данный показатель сам по себе меньше размеров любого континента на Земле.
Марс находится на четвертом месте по удаленности от Солнца и на лидирующих позициях по своей величине. Показатель его площади составляет почти 145 миллионов километров, что чуть больше половины размера нашей планеты.
Исходя из представленной выше информации, можно сделать вывод, что Марс существенно больше Луны по своим размерам, однако находится на гораздо более дальнем расстоянии от нашей планеты именно по этому мы видим его таким маленьким. Хотите знать больше о других характеристиках Марса!?
Сколько километров от Луны до Марса
При оценке межпланетного пространства, необходимо учитывать тот факт, что расстояние от Луны до Марса не является постоянной величиной. Данное утверждение обусловлено непрерывным передвижением планет по своим орбитам в рамках Солнечной системы, вследствие которого они то удаляются, то максимально приближаются друг к другу.
Учитывая, сей факт просчитать необходимое расстояние в определенный период, сформулировать корректный план действий во время перелета от Луны до Марса не составит никакого труда. Минимальная дистанция между Землей и Марсом сего года составляет 55,7 миллионов километров, а максимальное расстояние до Луны 405 696 километров. В нашем случае чтобы быстрее добраться до Марса нужно, чтобы спутник Земли отдалился на максимальное расстояние от планеты, тем самым приблизился к конечной точки полета. Благодаря несложным вычислениям получим разницу между минимальным расстоянием планет и максимальным до Луны. Это и будет наше заветное расстояние между Луной и Марсом 55,36 мил. км.
Приблизительно минимально возможное расстояние между Марсом и Луной
Сколько лететь до Марса от Луны и от чего это зависит
Помимо возможности грамотного планирования путешествия, важно иметь представление о том, сколько теоретически по времени может занять перелет.
Если отложить расчеты траектории и взять за внимание коротки путь по прямой. Используя самый быстрый на сегодняшний день космический «корабль». При помощи простейших арифметических вычислений, можно предположить, что перелет в 55.36 мил. километров от Луны до Марса займет приблизительно 961 часов при максимальной скорости 16 км/с, а это составит 40 целых дней.
На деле не все так просто. Есть много факторов, от которых зависит полет. И вот некоторые из них. Скорость корабля будет, зависит от удельного импульса, которое он получит при старте. Чтоб совершить рывок и получить максимальную скорость нужно больше топлива и меньший вес ракеты. Вес напрямую зависит от гравитации космического тела.
Учитывая эти факторы, целесообразней будет совершать полеты с нашего спутника Луны. Единственная проблема это как доставить столько топлива и ракеты на Луну. Но это разрешимо, если будет база на Луне.
Заправка на Луне и полет на Марс
Факт минимальной удаленности Луны от нашей планеты позволяет предположить теоретическое создание на ней специальной базы, служащей своеобразным перевалочным пунктом для больших космических кораблей, транспортирующих, например, большие грузы или ресурсы, необходимые для жизни на Марсе. Сделав остановку на Луне, курсирующие ракеты смогут дозаправиться топливом или переместить груз на другой космический «транспорт», запускающийся непосредственно с Луны. С другой стороны спуски и взлеты с поверхности тоже несут затраты куда лучше было бы заправлять ракеты на орбите. А топливо можно было бы подвозить с луны.
Преимущество полета с Луны
Сформировав перевалочную базу на Луне, представится возможность производить там топливо, которым впоследствии можно будет заправлять космические корабли, следующие на дальнее расстояние. Эффективность миссий человечества на Марс, преимущественно стартов с Луны в подобных условиях становятся очевидными:
- Во-первых, подобная стратегия позволит снизить стоимость полетов на старте до 70%. Дельта – v необходимая для преодоления лунной гравитации равна 2.64км/с а это в 4.77 раз меньше земной.
- Во-вторых, расстояние становится меньше на 405 696 километров до точки назначения, незначительно в формате солнечной системы, но все же.
- В-третьих, космические корабли смогут больше нести полезной нагрузки.
Исходя из вышеприведенной информации, логично предположить, что наиболее целесообразным материалом для производства на Луне является топливо для ракет, использующихся в транспортировке грузов на другие планеты. Основным таким ресурсом для корректной работы космических двигателей вероятнее всего станет гелий 3, «создание» которого и стоит организовать на «лунном светиле».
Подводя итог, можно сделать вывод, что межпланетные перелеты, при условии их правильной организации, вполне реальны. Более того, оборудовав надлежащим образом поверхность Луны, перемещения до других небесных тел, в частности до Марса, станут максимально комфортными для людей и безопасными с точки зрения своевременного обслуживания космического «транспорта». А возможность организовать дешевые полеты с поверхности спутника, по финансовым вложениям, увеличит количество запусков на Марс.
Источник
Расстояние от Земли до Марса: минимальная, средняя и максимальная величины
Расстояние от Земли до Марса – относительная цифра, у которой есть несколько значений. Википедия, отвечая на вопрос, какое расстояние разделяет две планеты сегодня, уточняет, что оно изменяется каждую минуту и каждую секунду. Природа создала Солнечную систему, повинуясь силам всемирного тяготения, и орбиты небесных тел обусловлены их взаимовлиянием. Называя расстояние до Марса от Земли вариативным, чаще всего оратор или ученый имеет в виду, что планета постоянно то приближается, то удаляется от своей ближайшей соседки, поэтому дистанция меняется в зависимости от данных условий.
Орбита Марса и удаленность в разных точках
Марс – седьмая по величине планета. Из-за сил тяготения его орбита представляет собой довольно значительный эксцентриситет (вытянутость орбиты) согласно определению, которое дал ей великий немецкий ученый Иоганн Кеплер.
Этому гениальному астроному принадлежит приоритет в открытии законов движения планет Солнечной системы.
Интерес к четвертой по счету планете Солнечной системы не случаен. Трудно не заинтересоваться таким соседством, тем более что внешняя схожесть изначально заставляла предполагать потенциальную возможность обитаемости. На эти размышления наводило много обстоятельств:
- относительно близкий объект, масса которого составляет 10,7 % от массы Земли;
- расположенный неподалеку сосед планеты с кислородной атмосферой, сразу за ней, по отношению к Солнцу, четвертым по счету;
- планеты земной группы, более плотные по строению, состоящие из силикатов и металлов, имеют кору и мантию;
- другая близкая соседка, Венера, расположена на втором месте от Солнца, но вероятность существования на ней жизни намного ниже, чем на Марсе, из-за огромной разницы дневной и ночной температур;
- Земля находится между Венерой и Марсом, вполне вероятно, что небольшое по космическим меркам расстояние могло привести к схожим процессам и появлению разумных существ;
- отличительной особенностью удаленных планет земной группы является наличие спутников (у Земли – это Луна, у Марса их целых два, Фобос и Деймос);
- неважно, что Луна – один из самых крупных планетных сателлитов, а спутники бога войны в мире планет-гигантов считались бы не заслуживающими внимания (они невелики по размеру и неправильной формы), но это создает возможность аналогии;
- у Марса тоже были шапки полюсов, а спектроскопические наблюдения упорно показывали наличие на планете сети каналов.
Человечество неизменно занимала проблема удаленности Марса от Земли: в километрах или других единицах измерения ее пытались определять различными способами. Успех этого предприятия зависел от того, насколько цивилизация располагала знаниями и какими у нее были измерительные инструменты.
Несовершенство используемых средств для наблюдения привело к созданию устойчивой иллюзии о населенности Марса марсианами, которые в художественной литературе изображались то ангелами небесными, то агрессорами, оккупирующими Землю.
Отсюда и стала казаться неотложной необходимость точно определить дистанцию. Расстояние до Марса в км постоянно изменялось, а его орбита заставляла самые выдающиеся умы математического склада ломать голову над тем, сколько же километров от Земли до красной планеты.
Название и расстояния
Этимология имени, данного небесному телу, связана с особенностями цвета, который приобретает Марс, если смотреть на него через земную атмосферу. Красноватый оттенок у древних греков ассоциировался с кровопролитием и кровью, поэтому яркое небесное светило было названо в честь бога войны Ареса (в древнеримской мифологии – Марса).
Возможно, окончательным аргументом в пользу названия планеты стало наличие двух его спутников – ведь у бога войны было два сына, которые его сопровождали в любой битве. Перевод имен сыновей воинственного божества и названий спутников одноименной с ним планеты означает «страх и ужас».
Жителей планеты Земля всегда интересовало, сколько лететь до Марса (в случае если марсиане – доброжелательно настроенные существа) или как быстро можно долететь сюда, если речь идет о нападении агрессоров.
Еще в начале прошлого века в воображении фантастов марсиане выстреливались на земную поверхность из супергигантской пушки или совершали полет на ракете, заправленной бензином. И в том, и в другом случае ответ на вопрос, сколько лететь до Марса, был неоднозначным и не совсем корректным.
Стоит отметить следующее:
- Минимальное расстояние от Земли ввиду прихотливости орбиты красной планеты и вращения, которое совершает наша, а также из-за присутствия в этом водовороте Солнца и трех спутников обеих светил – тоже понятие относительное. Так, например, в 2003 году Марс приблизился к Земле на 5 млн километров, и пусть это случилось в первый раз за 50 тыс. лет, но все же оказалось возможным.
- Обыкновенное минимальное расстояние между соседними планетами приводится как 54,6 (54,55) млн км (в приблизительных подсчетах – 55000000 км). В конце лета, а именно с конца июля по август, его можно увидеть на небосклоне невооруженным глазом как красную яркую звезду.
- Среднее расстояние от Земли, полученное путем элементарных вычислений между максимальным и минимальным удалением, равно 225 миллионов километров.
- Самая большая удаленность, которой достигает Марс в своем полете и вращении – 401 миллион километров.
- Минимальный и максимальный отрезки расстояния до Земли разделяет гигантская пропасть в 346,4 млн км.
Такие расхождения трудно понять человеку непосвященному, примерно так же, как представить себе расстояние, которое придется преодолеть до Юпитера, исчисляемого почти десятком миллиардов км.
Еще в 1672 году, применив метод параллакса, Джованни Кассини определил примерное расстояние между Марсом и своей планетой, наблюдая исследуемый объект с двух точек и применяя геоцентрический параллакс. Измерения из Парижа и Французской Гвианы послужили отправными точками для вычислений, поскольку было точно известно, какое между ними удаление в км.
Сложности вычислений расстояния от Земли
Ответить на вопрос, сколько составляет расстояние между Землей и Марсом, можно в том случае, если примерно знать, где они должны находиться. Было бы гораздо проще ответить, где планета находится сейчас, если бы на конфигурацию ее орбиты не влияло Солнце. Но даже звезда, расположенная в своей системе, не вращается по кругу, а совершает движение по эллипсу. У красной планеты средний эксцентриситет.
И если смотреть на цифры, полученные в вычислениях, то выходит, что данный счет идет на миллионы условных человеческих единиц (в космических масштабах он маленький). Орбиты смещены и в сторону Солнца, а если учесть, что скорость Земли выше, ее величина больше, а орбита расположена ближе к светилу и короче, то становится понятным, почему у Марса год длиннее (686,98 суток), а максимально возможное сближение происходит крайне редко.
Удаленность в 55.75 млн км, именуемая еще противостоянием, наступает намного чаще, но измеряется другими цифрами. Это случается в определенный период нахождения обеих планет на одной линии с Солнцем, когда Земля находится в перигелии, а Марс – в афелии.
Если это происходит наоборот и Солнце располагается между ними, то самый короткий путь, который придется преодолеть, составит 102,1 млн км. При этом космическому аппарату все равно нужно будет пролетать в течение значительного периода времени. Когда обе планеты будут в афелии по разные стороны от своего светила, расстояние, по астрономическим наблюдениям и подсчетам, будет в 401,3 млн км.
Световой год равен 9 460 730 472 580 800 км.
Радиосигнал до Марса и обратно поступает за 11 минут, а свет долетает за 3 минуты. Современный космический корабль летит в зависимости от скорости и массы разное время. Самым быстрым полетом, когда вес космического аппарата составил 412 кг, был полет Маринера-6 еще в прошлом веке – 131 сутки.
Смотрите видео на эту тему.
Факты для размышлений
Земля – огромный дом для человечества, но если представить себе, что диаметр планеты 1 метр, то Луна находится в 30 м, а Марс – в 8 километрах. По сравнению с Солнцем обе планеты крошечные, красная примерно с миллиметр, а голубая – в сантиметр, и если звезду представить в виде входной двери, то это будет замочная скважина и таблетка.
Марсианские сутки почти равны земным, но зато год – в два раза длиннее. Несмотря на многочисленные беспилотные корабли, отправляемые на Марс, длительность полета по-прежнему нельзя определить четко, потому что такое определение зависит от множества факторов.
Полеты на Марс
Основная загадка современности – как скоро полетит на планету, близкую по космическим меркам, человек. Длительность перелета пилотируемого корабля называется разная – от 23.2 до 33 месяцев или даже 4.45 лет, но точно ответить пока невозможно.
Такой перелет отрицательно скажется на здоровье экипажа. Если брать за основу среднее расстояние между планетами, то этот подсчет окажется проще, если исходить из примерной скорости космического аппарата и считать расстояние по прямой.
Однако чтобы придать ему ускорение, необходимое для отрыва от земного притяжения, понадобится явно не один километр, и продолжительность полёта будет составлять намного больший временной и пространственный отрезок. В 2018 году разрабатывались сразу несколько проектов по возможному освоению Марса, но в данный момент пока неясно, какое применять топливо и как его экономить. В настоящее время разработка проектов продолжается.
На сегодняшний день еще нет корабля с необходимой скоростью 18 км/с, которая, по мнению ученых, позволила бы совершить успешный полет.
Но ведь еще столетие назад только единицы (в основном фантасты) могли себе представить, что такое возможно, а теперь этому учат в школе и отвечают на ЕГЭ. Возможно, человечество найдет способ преодолеть разность орбитальных скоростей или откроет топливо, которое можно будет взять с собой в неограниченном количестве. Или, как вариант, преодолеет наконец барьер и превысит скорость света. Все это – на уровне гипотез, предположений и упований, а что будет дальше – покажет время.
Источник