KIEK LAIKO REIKIA NUVYKTI Į MARSĄ?

Send

Šis straipsnis iš pradžių pasirodė „Space Magazine“ 2012 m. Liepos mėn., Tačiau jis buvo atnaujintas su atitinkamu vaizdo įrašu.

Marso planeta yra vienas ryškiausių objektų naktiniame danguje, lengvai matoma be akies kaip ryškiai raudona žvaigždė. Maždaug kas dvejus metus Marsas ir Žemė pasiekia savo artimiausią tašką, vadinamą „opozicija“, kai Marsas gali būti net 55 000 000 km atstumu nuo Žemės. O kas dveji metai kosmoso agentūros pasinaudoja šiuo orbitos suderinimu, norėdami nusiųsti kosminius laivus į Raudonąją planetą. Kiek laiko reikia nuvykti į Marsą?

Bendras kelionės laikas nuo Žemės iki Marso užtrunka nuo 150 iki 300 dienų, atsižvelgiant į paleidimo greitį, Žemės ir Marso suderinimą bei kelionės, kurią kosminis laivas nuvažiuoja, kad pasiektų savo tikslą, ilgį. Tai tikrai priklauso nuo to, kiek degalų ketinate sudeginti, kad ten patektumėte. Daugiau degalų, trumpesnis kelionės laikas.

Kelionės į Marsą istorija:

Pirmasis kosminis laivas, kada nors nuvažiavęs iš Žemės į Marsą, buvo NASA „Mariner 4“, paleistas 1964 m. Lapkričio 28 d. Ir atkeliavęs į Marsą 1965 m. Liepos 14 d., Sėkmingai nufotografavęs 21 fotografijos seriją. Bendras „Mariner 4“ skrydžio laikas buvo 228 dienos.

Kita sėkminga misija į Marsą buvo „Mariner 6“, kuris susprogo 1969 m. Vasario 25 d. Ir pasiekė planetą 1969 m. Liepos 31 d .; tik 156 dienų skrydžio laikas. Sėkmingam „Mariner 7“ kelionei prireikė tik 131 dienos.

„Mariner 9“ - pirmasis erdvėlaivis, sėkmingai įveikęs orbitą aplink Marsą, paleistas 1971 m. Gegužės 30 d. Ir atkeliavęs 1971 m. Lapkričio 13 d., Per 167 dienas. Tai yra tas pats modelis, kuris tęsėsi daugiau kaip 50 metų trukusių Marso tyrinėjimų: maždaug 150–300 dienų.

Čia yra dar keli pavyzdžiai:

„Vikingas 1“ (1976 m.) - 335 dienos
„Vikingas 2“ (1976 m.) - 360 dienų
„Mars Reconnaissance Orbiter“ (2006 m.) - 210 dienų
Feniksas Landeris (2008 m.) - 295 dienos
„Curiosity Lander“ (2012 m.) - 253 dienos

Kodėl tai trunka tiek ilgai ?:

Jei atsižvelgsite į tai, kad Marsas nutolęs tik 55 milijonus km, o erdvėlaivis važiuoja daugiau nei 20 000 km / val., Galite tikėtis, kad erdvėlaivis kelionę padarys maždaug per 115 dienų, tačiau tai užtrunka daug ilgiau. Taip yra todėl, kad ir Žemė, ir Marsas sukasi aplink Saulę. Negalite nukreipti tiesiai į Marsą ir pradėti šaudyti savo raketų, nes tuo metu, kai jūs ten pateksite, Marsas jau būtų pajudėjęs. Vietoj to, iš Žemės paleisti erdvėlaiviai turi būti nukreipti kur Marsas bus.

Kitas suvaržymas yra degalai. Vėlgi, jei turėtumėte neribotą kiekį degalų, nukreipkite savo erdvėlaivį į Marsą, paleiskite raketas į kelionės vidurį, tada apsisukite ir lėtinkite paskutinę kelionės pusę. Galite sutrumpinti savo kelionės laiką iki dalelės dabartinio tarifo - bet jums reikės neįmanomo degalų kiekio.

Kaip nuvykti į Marsą su mažiausiu degalų kiekiu:

Pagrindinis inžinierių rūpestis yra tai, kaip į Marsą nuskraidinti mažiausiai degalų. Robotams nelabai rūpi priešiška kosmoso aplinka, todėl prasminga kiek įmanoma sumažinti raketos paleidimo išlaidas.

NASA inžinieriai naudoja kelionės metodą, vadinamą „Hohmann Transfer Orbit“ - arba „Minimal Energy Energy Orbit“, norėdami nusiųsti kosminį laivą iš Žemės į Marsą su kuo mažiau degalų. Pirmiausia šią techniką pasiūlė Walteris Hohmannas, kuris 1925 m. Paskelbė pirmąjį manevro aprašymą.

Užuot nukreipę raketą tiesiai į Marsą, jūs padidinsite savo erdvėlaivio orbitą taip, kad ji eitų aplink Saulę didesne orbita nei Žemė. Galų gale ta orbita kirs Marso orbitą - tą pačią akimirką, kai ten pat yra ir Marsas.

Jei jums reikia skristi su mažiau degalų, jums tiesiog reikia daugiau laiko, kad pakeltumėte savo orbitą ir padidintumėte kelionę į Marsą.

Kitos idėjos sumažinti kelionės į Marsą laiką:

Nors laukti, kol erdvėlaivis plauks 250 dienų, kad pasiektų Marsą, reikia šiek tiek kantrybės, galbūt norėsime visiškai kitokio varymo metodo, jei siųstume žmones. Kosmosas yra priešiška vieta, todėl tarpplanetinės kosmoso radiacija gali sukelti ilgalaikį pavojų žmonių astronautų sveikatai. Foniniai kosminiai spinduliai sukelia nuolatinę vėžį sukeliančios radiacijos užtvarą, tačiau yra didesnė masinių saulės audrų, galinčių per kelias valandas nužudyti neapsaugotus astronautus, rizika. Jei galite sutrumpinti kelionės laiką, sumažinsite laiką, kurį astronautai skleidžia radiaciją, ir sumažinsite atsargų kiekį, kurį jie turi turėti grįždami.

Eiti branduoliniu būdu:
Viena idėja yra branduolinės raketos, kurie įkaitina darbinį skystį, pavyzdžiui, vandenilį, branduoliniame reaktoriuje iki stiprios temperatūros, tada dideliu greičiu išpūtė jį iš raketos purkštuko, kad susidarytų trauka. Kadangi branduolinis kuras yra daug tankesnis nei cheminės raketos, mažesnį degalų kiekį galėtumėte pasiekti didesnį traukos greitį. Siūloma, kad branduolinė raketa galėtų sutrumpinti kelionės laiką iki maždaug 7 mėnesių

Magnetinis:
Kitas pasiūlymas yra technologija, vadinama Kintamo specifinio impulso magnetinės plazmos raketa (arba VASIMR). Tai elektromagnetinis variklis, kuris naudoja radijo bangas jonizuodamas ir šildydamas raketinį kurą. Taip susidaro jonizuotos dujos, vadinamos plazma, kurios dideliu greičiu gali magnetiškai išstumti erdvėlaivio užpakalinę dalį. Buvęs astronautas Franklinas Changas-Diazas yra šios technologijos kūrimo pradininkas, todėl tikimasi, kad Tarptautinėje kosminėje stotyje bus sumontuotas prototipas, kuris padės išlaikyti aukštį virš Žemės. Misijos į Marsą metu raketa VASIMR galėtų sutrumpinti kelionės laiką iki 5 mėnesių.

Eiti antimaterija:
Ko gero, vienas kraštutinių pasiūlymų būtų naudoti antimaterinė raketa. Sukurtas dalelių greitintuvuose antimedžiaga yra pats tankiausias kuras galite naudoti. Kai materijos atomai susitinka su antimaterijos atomais, jie virsta gryna energija, kaip numatė garsioji Alberto Einšteino lygtis: E = mc². Žmogaus misijai į Marsą įveikti per 45 dienas prireiktų vos 10 miligramų antimaterio. Bet tada pagaminti net ir tokį nedidelį kiekį antimedžiagos kainuotų apie 250 milijonų dolerių.

Būsimos misijos į Marsą:

Nors ir buvo pasiūlytos kelios neįtikėtinos technologijos, leidžiančios sutrumpinti kelionės į Marsą laiką, inžinieriai pasitelks išbandytus ir tikrus metodus, kaip sekti minimalias energijos perdavimo orbitas, naudojant chemines raketas. NASA misija MAVEN bus pradėta 2013 m., Naudojant šią techniką, taip pat ESA misijos „ExoMars“. Gali praeiti keli dešimtmečiai, kol kiti metodai taps įprastais metodais.

Tyrimai toliau:
Informacija apie tarpplanetines orbitas - NASA
7 minutės teroro - nusileidimo Marse iššūkis
NASA pasiūlymas dėl branduolinio raketinio variklio
„Hohmann Transfer Orbits“ - Ajovos valstijos universitetas
Minimalūs pervedimai ir tarpplanetinės orbitos
Naujas ir patobulintas kosminių laivų „Antimaterija“, skirtas Marso misijoms - NASA
Astronomijos vaidmenų epizodas 84: Kelionė aplink Saulės sistemą

Susijusios „Space“ žurnalo istorijos:
Kelionė į Marsą tik per 39 dienas
Vieno kelio, vieno žmogaus misija į Marsą
Ar galima žmogaus misiją į Marsą finansuoti komerciškai?
Kaip MSL pateks į Marsą? Labai atsargiai
Pigus sprendimas norint patekti į Marsą?
Kodėl nepavyko tiek daug misijų į Marsą?

Šis straipsnis iš pradžių pasirodė „Space Magazine“ 2012 m. Liepos mėn., Tačiau jis buvo atnaujintas su atitinkamu vaizdo įrašu.