Ta članek se je prvotno pojavil v reviji Space Magazine julija 2012, vendar je bil posodobljen s sorodnim videoposnetkom.
Planet Mars je eden najsvetlejših predmetov na nočnem nebu, zlahka viden z neokuženim očesom kot svetlo rdeča zvezda. Vsaki dve leti se Mars in Zemlja dosežeta z najbližjo točko, imenovano "opozicija", ko je Mars lahko blizu 55.000.000 km od Zemlje. Vsako dve leti vesoljske agencije izkoristijo to orbitalno poravnavo, da pošljejo vesoljsko plovilo na Rdeči planet. Koliko časa traja, da pridemo do Marsa?
Skupni čas potovanja od Zemlje do Marsa traja od 150 do 300 dni, odvisno od hitrosti izstrelitve, poravnave Zemlje in Marsa ter dolžine poti, ki jo vesoljsko plovilo doseže do cilja. Res je odvisno samo od količine goriva, ki ste ga pripravljeni kuriti. Več goriva, krajši čas potovanja.
Zgodovina odhoda na Mars:
Prvo vesoljsko plovilo, ki je kdaj odpotovalo pot od Zemlje do Marsa, je bil Nasin Mariner 4, ki se je izstrelil 28. novembra 1964 in prišel na Mars 14. julija 1965, uspešno pa je posnel serijo 21 fotografij. Skupni čas letenja družbe Mariner 4 je bil 228 dni.
Naslednja uspešna misija na Mars je bil Mariner 6, ki je eksplodiral 25. februarja 1969 in na planet prišel 31. julija 1969; čas letenja samo 156 dni. Uspešni Mariner 7 je za pot potreboval le 131 dni.
Mariner 9, prvo vesoljsko plovilo, ki je uspešno stopilo v orbito okoli Marsa, se je izstrelilo 30. maja 1971 in prispelo 13. novembra 1971 v trajanju 167 dni. To je enak vzorec, ki je trajal več kot 50 let raziskovanja Marsa: približno 150-300 dni.
Tu je še nekaj primerov:
- Viking 1 (1976) - 335 dni
- Viking 2 (1976) - 360 dni
- Mars Reconnaissance Orbiter (2006) - 210 dni
- Phoenix Lander (2008) - 295 dni
- Radovedna Lander (2012) - 253 dni
Zakaj traja tako dolgo?
Če upoštevate dejstvo, da je Mars oddaljen le 55 milijonov km, vesoljsko plovilo pa potuje s preko 20.000 km / uro, bi pričakovali, da bo vesoljsko plovilo potovanje opravilo v približno 115 dneh, vendar traja veliko dlje. To je zato, ker tako Zemlja kot Mars krožita okoli Sonca. Ne morete direktno usmeriti na Mars in začeti streljati svojih raket, ker bi se Mars do tja že preselil. Namesto tega je treba vesoljska plovila iz Zemlje usmeriti kam Mars bo.
Druga omejitev je gorivo. Če bi imeli neomejeno količino goriva, bi usmerili svoje vesoljsko plovilo na Mars, izstrelili rakete na polovico poti, nato pa se obrnili in upočasnili zadnjo polovico poti. Svoj čas potovanja bi lahko zmanjšali na delček trenutne cene - vendar bi potrebovali nemogočo količino goriva.
Kako priti na Mars z najmanj goriva:
Primarna skrb inženirjev je, kako pripeljati vesoljsko plovilo na Mars, in sicer na najmanj količino goriva. Robotom res ni mar za sovražno vesoljsko okolje, zato je smiselno čim bolj zmanjšati izstrelitvene stroške rakete.
Nasini inženirji uporabljajo način potovanja, imenovan Hohmannova orbita za prenos - ali minimalno orbito za prenos energije - za pošiljanje vesoljskega plovila z Zemlje na Mars z najmanj možno količino goriva. Tehniko je prvi predlagal Walter Hohmann, ki je prvi opis manevra objavil leta 1925.
Namesto da raketo usmerite neposredno na Mars, povečate orbito svojega vesoljskega plovila, tako da sledi večji orbiti okoli Sonca kot na Zemlji. Sčasoma bo orbita presekala orbito Marsa - v trenutku, ko je tudi Mars.
Če morate zagnati z manj goriva, si vzamete več časa, da dvignete svojo orbito in povečate pot do Marsa.
Druge ideje za zmanjšanje časa potovanja do Marsa:
Čeprav je potrebno nekaj potrpežljivosti, da počakamo, da bo vesoljsko plovilo potovalo 250 dni, da bi prispelo do Marsa, bomo morda želeli popolnoma drugačen način pogona, če bomo pošiljali ljudi. Vesolje je sovražno mesto in sevanje medplanetarnega prostora lahko predstavlja dolgoročno zdravstveno nevarnost za človeške astronavte. Kozmični žarki v ozadju povzročajo nenehno oviranje sevanja, ki povzroča raka, vendar obstaja večje tveganje za množične sončne nevihte, ki bi lahko v nekaj urah ubile nezaščitene astronavte. Če lahko zmanjšate čas potovanja, zmanjšate čas, ki ga astronavti zasutijo s sevanjem, in zmanjšate količino zalog, ki jo potrebujejo za povratno pot.
Pojdi jedrsko:
Ena ideja je jedrske rakete, ki segreva delovno tekočino - kot vodik - do intenzivnih temperatur v jedrskem reaktorju, nato pa jo z visokimi hitrostmi razstreli raketno šobo, da ustvari potisk. Ker so jedrska goriva veliko bolj gosta od kemičnih raket, bi lahko dosegli večjo hitrost potiska z manj goriva. Predlaga se, da bi jedrska raketa zmanjšala čas potovanja na približno 7 mesecev
Pojdi magnetno:
Drug predlog je tehnologija, imenovana the Spremenljiva specifična impulzna raketa magnetne plazme (ali VASIMR). To je elektromagnetni motor, ki uporablja radijske valove za ionizacijo in segrevanje pogonskega goriva. Tako nastane ioniziran plin, imenovan plazma, ki ga lahko magnetno potisnemo v zadnji del vesoljskega plovila z velikimi hitrostmi. Nekdanji astronavt Franklin Chang-Diaz je začetnik razvoja te tehnologije, na mednarodni vesoljski postaji pa naj bi bil nameščen prototip, ki bi ji pomagal ohranjati nadmorsko višino. V misiji na Mars bi raketa VASIMR lahko skrajšala čas potovanja do 5 mesecev.
Pojdi proti antimateriji:
Morda bi bil eden najbolj skrajnih predlogov uporaba an protimične rakete. Antimaterija, ustvarjena s pospeševalci delcev, je najbolj gosto gorivo, ki bi ga lahko uporabili. Ko se atomi snovi srečajo z atomi antimaterije, se spremenijo v čisto energijo, kot napoveduje znamenita enačba Alberta Einsteina: E = mc2. Za izvedbo človeške misije na Mars v samo 45 dneh bi potrebovali 10 miligramov antimaterije. Toda potem bi izdelava še tako majhne količine antimaterije stala približno 250 milijonov dolarjev.
Prihodnje misije na Mars:
Čeprav so bile predlagane nekatere neverjetne tehnologije za skrajšanje potovalnega časa do Marsa, bodo inženirji uporabljali preizkušene in resnične metode sledenja minimalnim orbitam za prenos energije s kemičnimi raketami. Nasina misija MAVEN se bo začela izvajati leta 2013 s to tehniko in ESA-in misijami ExoMars. Morda bo minilo nekaj desetletij, preden bodo druge metode postale običajne tehnike.
Raziskave nadalje:
Informacije o medplanetarnih orbitah - NASA
7 minut groze - izziv pristajanja na Marsu
NASA-in predlog za jedrski raketni motor
Hohmannove orbite za prenos - Državna univerza Iowa
Minimalni prenosi in medplanetarne orbite
Nova in izboljšana vesoljska ladja za boj proti Mariji - NASA
Astronomy Cast Episode 84: Sprehod po osončju
Sorodne zgodbe iz vesoljske revije:
Potovanje na Mars v samo 39 dneh
Enosmerna pot, misija ene osebe na Mars
Ali se lahko človeška misija na Mars financira komercialno?
Kako bo MSL plula na Mars? Zelo previdno
Poceni rešitev, kako priti na Mars?
Zakaj ni uspelo toliko misij na Mars?
Ta članek se je prvotno pojavil v reviji Space Magazine julija 2012, vendar je bil posodobljen s sorodnim videoposnetkom.
Podcast (zvok): Prenos (Trajanje: 3:17 - 3.0 MB)
Naročite se: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Prenos (75,6 MB)
Naročite se: Apple Podcasts | Android | RSS
