CâT DUREAZĂ PENTRU A AJUNGE PE MARTE?

Send

Acest articol a apărut inițial în Space Magazine în iulie 2012, dar a fost actualizat cu un videoclip asociat.

Planeta Marte este unul dintre cele mai strălucitoare obiecte din cerul nopții, ușor de vizibil cu ochiul neajuns ca o stea roșie strălucitoare. O dată la doi ani, Marte și Pământ ajung la punctul lor cel mai apropiat, numit „opoziție”, când Marte poate fi la aproape 55.000.000 km de Pământ. Și la fiecare doi ani, agențiile spațiale profită de această aliniere orbitală pentru a trimite nave spațiale pe Planeta Roșie. Cât durează pentru a ajunge pe Marte?

Durata totală a călătoriei de la Pământ la Marte durează între 150-300 de zile, în funcție de viteza de lansare, de alinierea Pământului și a Marte și de durata călătoriei pe care nava spațială este necesară pentru a-și atinge ținta. Depinde doar de cât de mult combustibil ești dispus să arzi pentru a ajunge acolo. Mai mult combustibil, timp de călătorie mai scurt.

Istoria mersului pe Marte:

Prima navă spațială care a făcut călătoria de pe Pământ la Marte a fost Mariner 4 al NASA, care a fost lansată pe 28 noiembrie 1964 și a ajuns pe Marte la 14 iulie 1965, realizând cu succes o serie de 21 de fotografii. Timpul total de zbor al Mariner 4 a fost de 228 de zile.

Următoarea misiune de succes pe Marte a fost Mariner 6, care a explodat pe 25 februarie 1969 și a ajuns pe planetă la 31 iulie 1969; un timp de zbor de numai 156 de zile. Marinerul de succes 7 a necesitat doar 131 de zile pentru a face călătoria.

Mariner 9, prima navă spațială care a urcat cu succes pe orbită în jurul Marte a fost lansată pe 30 mai 1971 și a ajuns pe 13 noiembrie 1971 pentru o durată de 167 de zile. Acesta este același tipar care a susținut mai mult de aproape 50 de ani de explorare pe Marte: aproximativ 150-300 de zile.

Iată câteva alte exemple:

Viking 1 (1976) - 335 zile
Viking 2 (1976) - 360 de zile
Mars Reconnaissance Orbiter (2006) - 210 zile
Phoenix Lander (2008) - 295 zile
Curiosity Lander (2012) - 253 zile

De ce durează atât de mult ?:

Când luați în considerare faptul că Marte este la doar 55 de milioane de km, iar nava spațială parcurge peste 20.000 km / oră, v-ați aștepta ca nava spațială să facă călătoria în aproximativ 115 zile, dar durează mult mai mult. Acest lucru se datorează faptului că atât Pământul cât și Marte orbitează în jurul Soarelui. Nu vă puteți îndrepta direct spre Marte și puteți începe să trageți rachetele dvs., deoarece până când ați ajuns acolo, Marte s-ar fi mișcat deja. În schimb, navele spațiale lansate de pe Pământ trebuie indicate unde Marte va fi.

Cealaltă constrângere este combustibilul. Din nou, dacă ai avut o cantitate nelimitată de combustibil, îți îndreptai nava spațială pe Marte, îți aruncați rachetele până la jumătatea drumului, apoi întoarceți-vă și decelerați pentru ultima jumătate a călătoriei. Puteți reduce timpul de călătorie cu o fracțiune din rata actuală - dar veți avea nevoie de o cantitate imposibilă de combustibil.

Cum să ajungeți pe Marte cu cea mai mică cantitate de combustibil:

Principala preocupare a inginerilor este modul de a duce o navă spațială pe Marte, cu cea mai mică cantitate de combustibil. Roboților nu le pasă cu adevărat de mediul ostil al spațiului, așa că este logic să reduceți cât mai mult costurile de lansare ale rachetei.

Inginerii NASA folosesc o metodă de călătorie numită Hohmann Transfer Orbit - sau Orbit Minimum Energy Transfer - pentru a trimite o navă spațială de pe Pământ pe Marte, cu cea mai mică cantitate de combustibil posibil. Tehnica a fost propusă pentru prima dată de Walter Hohmann care a publicat prima descriere a manevrei în 1925.

În loc să îți îndrepți racheta direct pe Marte, sporiți orbita navei tale spațiale, astfel încât să urmeze o orbită mai mare în jurul Soarelui decât Pământul. În cele din urmă acea orbită va intersecta orbita lui Marte - în momentul exact că Marte este și acolo.

Dacă aveți nevoie să lansați cu mai puțin combustibil, aveți nevoie de mai mult timp pentru a vă ridica orbita și pentru a crește călătoria către Marte.

Alte idei pentru a reduce timpul de călătorie către Marte:

Deși este nevoie de răbdare să aștepți ca o navă spațială să călătorească 250 de zile pentru a ajunge pe Marte, am putea dori o metodă de propulsie complet diferită dacă trimitem oameni. Spațiul este un loc ostil, iar radiațiile spațiului interplanetar ar putea prezenta un risc de sănătate pe termen lung pentru astronauții umani. Razele cosmice de fundal provoacă un baraj constant de radiații care provoacă cancer, dar există un risc mai mare de furtuni solare masive, care ar putea ucide astronauți neprotejați în câteva ore. Dacă puteți scădea timpul de călătorie, reduceți timpul în care astronauții sunt îngroșați cu radiații și minimizați cantitățile de livrări de care au nevoie pentru o călătorie de întoarcere.

Du-te nucleare:
O idee este rachete nucleare, care încălzește un fluid de lucru - cum ar fi hidrogenul - la temperaturi intense într-un reactor nuclear, apoi îl exploatează o duză de rachetă la viteze mari pentru a crea o apăsare. Deoarece combustibilii nucleari sunt mult mai densi de energie decât rachetele chimice, puteți obține o viteză de tracțiune mai mare cu mai puțin combustibil. S-a propus ca o rachetă nucleară să scadă timpul de călătorie până la aproximativ 7 luni

Mergeți magnetic:
O altă propunere este o tehnologie numită Racheta Magnetoplasma cu Impulsuri Variabile (sau VASIMR). Acesta este un propulsor electromagnetic care folosește unde radio pentru a ioniza și încălzi un propulsor. Acest lucru creează un gaz ionizat numit plasmă care poate fi aruncat magnetic în spatele navei spațiale la viteze mari. Fostul astronaut Franklin Chang-Diaz este pionier în dezvoltarea acestei tehnologii, iar pe stația spațială internațională este de așteptat să fie instalat un prototip care să-l ajute să își mențină altitudinea deasupra Pământului. Într-o misiune pe Marte, o rachetă VASIMR ar putea reduce timpul de călătorie până la 5 luni.

Mergeți Antimaterie:
Poate că una dintre cele mai extreme propuneri ar fi utilizarea unui rachetă antimaterie. Creat în acceleratoare de particule, antimateria este cel mai dens combustibil pe care l-ați putea folosi. Când atomii de materie se întâlnesc cu atomii de antimaterie, ei se transformă în energie pură, așa cum a prezis celebra ecuație a lui Albert Einstein: E = mc². Doar 10 miligrame de antimaterie ar fi necesare pentru a propulsa o misiune umană pe Marte în numai 45 de zile. Dar atunci, producerea chiar a acelei minuscule cantități de antimaterie ar costa aproximativ 250 de milioane de dolari.

Viitoarele misiuni pe Marte:

Chiar dacă s-au propus unele tehnologii incredibile pentru a reduce timpul de călătorie către Marte, inginerii vor folosi metodele încercate și adevărate de a urma orbitele de transfer de energie minimă folosind rachete chimice. Misiunea MAVEN a NASA se va lansa în 2013 utilizând această tehnică, precum și misiunile ExoMars ale ESA. S-ar putea să treacă câteva decenii înainte ca alte metode să devină tehnici comune.

Cercetări în continuare:
Informații despre orbitele interplanetare - NASA
7 minute de teroare - Provocarea debarcării pe Marte
Propunere NASA pentru un motor rachetă nucleară
Orbite de transfer Hohmann - Universitatea de Stat din Iowa
Transferuri minime și orbite interplanetare
Nava spațială antimaterie nouă și îmbunătățită pentru misiunile Marte - NASA
Astronomie Cast episodul 84: Noțiuni de bază în jurul sistemului solar

Povestiri înrudite din Space Magazine:
Călătorește pe Marte în numai 39 de zile
O singură cale, misiunea unei persoane pe Marte
Ar putea o misiune umană pe Marte să fie finanțată comercial?
Cum va naviga MSL către Marte? Cu mare grija
O soluție ieftină pentru a ajunge pe Marte?
De ce au eșuat atâtea misiuni pe Marte?

Acest articol a apărut inițial în Space Magazine în iulie 2012, dar a fost actualizat cu un videoclip asociat.