Сколько лететь до Марса: высчитываем время, топливо и возможности

В последнее время вопрос о том, сколько до Марса лететь все больше интересует как людей, причастных к науке, так и обычных пользователей. По телевизору все более активно педалируют тему подвигов Илона Маска, на федеральных каналах России прилагают большие усилия, чтобы выставить его дураком. А мы постараемся разобраться в том, сколько действительно может занять путь до ближайшей к Земле планеты.

Будет интересно!

Содержание:

Сколько лететь до Марса по времени

Стоит сразу уточнить, что какого-то единого расстояния от Земли к Марсу не существует! Причина в том, что у них разные орбиты.

Орбита – это путь движения планеты, в нашем случае вокруг Солнца.

Все планеты солнечной системы вращаются вокруг звезды, но, если нарисовать их путь, это не будет идеальный круг, скорее эллипс. К слову, вот этот путь вращения планеты вокруг звезды называют годом. В определенное время планета находится ближе к Солнцу, в другое время – дальше. Что касается Марса, то он может довольно сильно отдаляться от звезды, у Земли орбита больше напоминает круг. Именно благодаря этому на нашей планете нет сильных перепадов температур.

Так вот, на рисунке ниже вы можете видеть орбиты Земли и Марса. Как вы могли бы понять, в определенный момент эти две планеты находятся на минимальном расстоянии друг от друга, как это и показано на рисунке.

Орбиты планет

Этот момент (когда Земля и Марс находятся на минимальном расстоянии друг от друга) ученые называют «оппозицией».

В момент оппозиции расстояние между планетами составляет 55 млн. километров.

Сколько это световых лет и сколько свет летит от Земли к Марсу и наоборот?

По официальным данным, один световой год равен 9460730472580,800781 км. Делим 55 млн. на это число. Так мы узнаем, сколько это световых лет.

55000000 / 9460730472580,800781 = 0.0000058135

Это 5 миллионных долей светового года. Как мы знаем, 1 световой год – это расстояние (те самые 9460730472580,800781 км), которое свет преодолевает за год. Поэтому, чтобы выяснить, сколько свет летит от Марса к Земле в момент оппозиции, умножим год (переведенный в секунды) на число, которое получилось в результате предыдущего действия.

1 год = 3,154e+7 секунд

(3,154e+7) х 0.0000058135 = 183357.79

То есть у нас получилось 183 секунды. Это 183 / 60 = 3.05 минут.

Таким образом до Марса можно долететь за 3 минуты. Но это если лететь на скорости света, которая равна 300 тыс. км в секунду.

К сожалению, человечество пока даже близко не подошло к тому, что изобрести космический корабль, который может двигаться со скоростью света. В нашей истории самым быстрым космическим кораблем является «Вояджер-1», который летит уже за границей солнечной системы со скоростью 62140 км в час.

Рассчитаем, сколько это от скорости света. Для этого скорость света поделим на скорость полета Вояджера:

300000 / 62140 = 4.83

То есть это почти пятая часть от скорости света. На ней до Марса нужно будет лететь 3.05 х 4.83 = 14.73 минуты.

То есть если сесть на «Вояджер-1», мы долетим до Марса за 15 минут. Но проблема в том, что это не пассажирский космический корабль.

Вояджер представляет собой небольшой диск с дополнительными приспособлениями.

Вояджер-1

Вес Вояджера составляет 721.9 кг. Что касается пассажирских средств передвижения, которые способны передвигаться в космосе, то информации о самом быстром из них нет. Для сравнения можно взять ракету Falcon 9, которая совершила более 60 запусков и доставляет грузы на МКС (Международная космическая станция). Она может быть приспособлена и для пассажиров. Так вот, она весит 26.2 тонн!

И это еще немного. Благодаря Илону Маску и компании SpaceX, о которой мы еще будем говорить, вес удалось максимально уменьшить. Для сравнения возьмем ракету-носитель Антарес, которая раньше тоже доставляла груз на МКС. Она весит 240 тонн, а вес груза у Антареса и Falcon 9 примерно одинаковый.

Эти цифры помогают нам понять, что развить скорость Вояджера на сегодняшний день просто нереально! Максимальная скорость Falcon 9 составляет 8350 км/ч. Но такого показателя эта ракета достигает очень редко, для этого нужно использовать все ее ресурсы. К тому же, пока что даже эта передовая ракета неспособна пережить перелет между планетами.

И все же, если предположить, что Маск или еще кто-то сможет сделать так, чтобы ракета могла лететь со скоростью 8350 км/ч, до Марса нужно будет лететь 6586 часов или 274 дня.

Чтобы это рассчитать, мы поделили 55 млн. км (расстояние от Марса до Земли при оппозиции) на скорость ракеты, а затем на 24 (количество часов в сутках).

55000000 / 8350 / 24 = 274.45

Напомним, в году 365 дней. К Марсу мы будем лететь 3/4 года! Чтобы понять это, мы поделили 274 на 365.

274 / 365 = 0.75 или 3/4

Очень важный момент заключается в том, что момент «оппозиции» наступает один раз в 2 года.

То есть полететь на Марс и обратно можно раз в 2 года. Можно, конечно, попытаться полететь и не в момент «оппозиции», когда планеты находятся на большем расстоянии друг от друга. Максимальное расстояние от Земли к Марсу составляет 401 млн. км.

Так как выше мы посчитали, что 55 млн. км мы будем лететь 274 дня, то чтобы понять, сколько нам потребуется для преодоления 401 млн. км, нужно поделить 401 на 55 и умножить на 274.

401 / 55 х 274 = 1997.7

Теперь посчитаем, сколько это лет.

1997.7 / 365 = 5.47

Из всего вышесказанного можно сделать один вывод: к Марсу нам нужно лететь от 274 дней до 5.47 лет. И это если корабль будет лететь на скорости 8350 км/ч. И это только в одну сторону.

При этом чтобы полететь обратно, потребуется ждать новой «оппозиции».

Да, пишут, что мы можем лететь на скорости 20 тыс. км/ч, но не уточняется, какой корабль на сегодняшний день может развивать такую скорость. Мы опирались на те данные, которые имеем на сегодняшний день.

к содержанию ↑

Условия перелета

Расстояние и время – не единственная проблема столь амбициозного проекта. Вот основные неудобства, на которые обращают внимание астрономы:

  • Как мы говорили ранее, планеты не стоят на месте, а двигаются по своим орбитам. Поэтому корабль нужно посылать не туда, где Марс находится на данный момент, а туда, где он только будет. Очень важно провести точные расчеты. Но современная наука на это способна. Все-таки на «красную планету» уже отправляли корабли, только без пассажиров. Расчеты будут практически такими же, как и раньше.

  • Необходимо понимать, что для полета на расстояние 55 млн. км потребуется огромное количество топлива, если говорить о пилотируемых полетах. Опять же, каких-то определенных расчетов по этому поводу не существует, есть лишь проекты. Например, проект Роберта Зубина предполагает, что для полета и возвращения необходимо 100 тонн топлива.
  • Техника может сломаться и тогда починить многие поломки будет невозможно. На земле или даже на МКС можно быстро доставить какие-то запчасти или другие средства для починки. А в далеком космосе все может пойти не по плану.
  • На астронавтов будет влиять длительное отсутствие полноценного сна, у них может нарушиться психическое состояние из-за осознания отдаленности от дома и времени в полете. Организм может перестать работать так, как мы привыкли. Поэтому придется разрабатывать такие корабли, которые могли бы полностью имитировать земные условия.

Говоря о последнем пункте, также стоит уточнить, что до середины пути корабль будет лететь вперед на максимальной скорости, а потом завернет сопла, чтобы постепенно замедляться. Это позволить не врезаться в «красную планету», а спокойно сесть на нее. Для таких маневров тоже потребуется огромное количество ресурсов. На данный момент у человечества такие ресурсы есть лишь в теории.

В интернете вы также можете встретить приверженцев теории заговора, которые говорят, что полеты в космос в принципе невозможны из-за радиации, инопланетян и прочего. Не стоит доверять этим невеждам. Люди были в космосе и вернулись оттуда, а некоторые находятся там и сейчас (на МКС). Радиационный пояс вокруг Земли действительно существует, но он не вокруг всей ее поверхности. Он имеет форму, похожую на уши и, если лететь между этими «ушами», вполне можно попасть в космос. Таким образом люди летели на Луну, таким же образом они полетят и к Марсу.

Радиационный пояс вокруг Земли

На этом примере мы хотели бы показать, что невежество и глупость – одна из самых больших проблем развития человечества и полетов на Марс в частности. Есть проекты и есть люди, которые готовы их внедрять. Об этом мы и поговорим.

к содержанию ↑

Mars One и другие проекты

Есть 5 основных проектов полета человека на Марс:

  • SpaceX. Это детище того самого Илона Маска, о котором мы говорили выше. По сообщениям владельца компании, человек ступит на «красную планету» уже в 2024 году! До тех пор планируется постепенная доставка грузов и даже установка некоторых элементов базы, где в дальнейшем будут жить люди. Очень хочется верить, что у Маска все получится! По крайней мере автомобиль Tesla уже запустили к орбите Марс.

  • Mars One. Не менее известный проект, руководителем которого является Бас Лансдорп. А одной из известных личностей, которая поддерживала эту задумку, был Герард Хоофт, очень уважаемый ученый, обладатель Нобелевской премии. Они планировали построить на Марсе колонию, поселить туда людей и показывать и жизнь по телевизору. Это было бы самым рейтинговым телешоу в истории человечества! Но в начале 2019 года проект был закрыт из-за банкротства Mars One Ventures, компании, которая занималась ним. Возможно, в будущем она еще возродится.

Колония Mars One, которая так и не была построена

  • Inspiration Mars Foundation. Еще один интересный проект, который может состояться уже очень скоро. Деннис Тито планирует отправить пилотируемую экспедицию на Марс, которая не будет садиться на планету, а просто облетит вокруг нее. Все это должно произойти в январе 2020 – как раз, когда будет следующая «оппозиция».
  • Это довольно секретный проект, о котором в интернете дается немного информации. Известно, что сейчас создается марсоход и свой спутник связи. Также пишут, что сначала хотят отправить на «красную планету» робота, который проведет определенные исследовательские работы. Когда отправят человека, неизвестно.
  • Hundred-Year Starship. Наконец, проект и от NASA. Согласно условиям проекта, компания планирует отправить на Марс людей на безвозвратной основе. Они будут колонизировать ближайшую к нам планету. Люди из НАСА планируют совершить свой первый полет в 2030 году.

Также о своих планах в свое время заявляли Китай, Россия и некоторые другие страны. Но никакой конкретики у них не было. Получается, на данный момент Илон Маск и его SpaceX – это наиболее реальный претендент на то, чтобы первым посадить человека на Марс. Со временем к ним подтянутся и другие компании, в частности NASA. А представители Inspiration Mars Foundation могут первыми увидеть «красную планету» своими глазами!

к содержанию ↑

Сколько топлива нужно для полета на Марс

Вернемся к вопросу о топливе. Все-таки он является основополагающим. На данный момент есть несколько перспективных его видов, которые могут помочь человеку добраться до ближайшей к нам планеты:

  • Ядерные ракеты. Здесь используется, в основном, сжигание водорода или иного сжиженного типа топлива. Это достаточно известный человечеству тип топлива, который и сейчас используется в ракетах. Принцип состоит в том, что при сжигании топливо выбрасывается из сопла и двигает корабль вперед.

Ядерная ракета

  • Магнетизм. Довольно интересная идея, которая уже была испытана – при помощи радиоволны топливо разогревается и ионизируется. Благодаря этому производится плазма, которая двигает корабль вперед. На данный момент прибор, в котором происходит такая реакция, собираются установить на Международной Космической Станции. Это не означает, что МКС будет куда-то лететь – она просто будет поддерживаться на своей орбите. Такая технология дешевле, чем ядерное топливо.
  • Антиматерия. Это наиболее амбициозный и необычный вид топлива. Суть в том, что при соединении частиц обычной материи и антиматерии происходит выброс огромного количества энергии. Ее и можно использовать для того, чтобы двигать корабль.

Антиматерию, по мнению некоторых ученых, можно использовать не просто для полетов на Марс, а для межзвездных полетов! Именно этот вид топлива может позволить человечеству развить скорость, близкую к скорости света. Если дальше заниматься развитием данной технологии, со временем к Марсу мы сможем добираться за 3-4 минуты.

Для полета на «красную планету» понадобится 10 мг антиматерии, что стоит 250 млн. долларов. Это сравнительно немного. Зато какие перспективы открываются перед человечеством. На других планетах мы сможет находить и использовать новые ресурсы. К примеру, если собрать всего лишь ложку углеводородов на Титане (спутник Сатурна), этого хватит для обеспечения всей техники на Земле на протяжении нескольких лет. И эти ресурсы там находятся в виде озер, выпадают как дождь. Не нужно даже строить шахты – просто взял и собрал!

Но это пока что только лирическое отступление. Вернемся к Марсу и рассмотрим, с чем столкнутся астронавты, когда все-таки доберутся туда.

к содержанию ↑

Марсианская реальность

Реальность на Марсе будет довольно жесткой – об этом нужно сказать сразу. Вот основные проблемы, с которыми столкнуться первые поселенцы:

  • Атмосфера. 96% атмосферы на «красной планете» составляет углекислый газ, поэтому человек там дышать не может. Нужно постоянно ходить в защитных костюмах и, скорее всего, научиться добывать кислород прямо на Марсе, из местных ресурсов.
  • Песчаные бури. Такое происходит очень часто и одна такая буря может разрушить все оборудование, повредить костюмы и в конце концов убить астронавта. Спрятаться от песка не получится, ведь буря может распространиться на всю планету, а длиться такой ужас может несколько дней. Придется не уходить далеко от убежищ. Возможно, придумают какие-то быстро складывающиеся дома или марсоходы, которым будут нестрашны бури.
  • Радиация. Согласно данным легендарного Curiosity, на «красной планете» 662 мЗв. На Земле этот показатель равен 2.4 мЗв. Также стоит учитывать, что во время полета космонавты получат по 1 Зв, просто находясь в космосе и точно попадут под солнечную вспышку. Избежать этого не получится из-за длительности полета. Здесь может помочь идея Резерфорда и Эплтона, которые рассчитали, что для эффективной защиты на корабле можно организовать магнитное поле размером в несколько сотен метров.
  • Болезни физические. На таком расстоянии от дома и больниц невозможно получить адекватную медицинскую помощь. Кроме того, на чужой планете будут развиваться новые болезни, доселе неизвестные человечеству. Врачам придется очень хорошо готовиться к экспедициям на Марс, проводить больше исследований и тщательно следить за тем, чтобы бактерии с Земли не были перенесены на место высадки.

Впрочем, само по себе пребывание в космосе будет оказывать негативное влияние. В ходе исследований ученые выяснили, что у человека как минимум начнет хуже работать желудочно-кишечный тракт и будут развиваться опухоли – как злокачественные, так и доброкачественные. Поэтому в список груза необходимо будет внести и средства для удаления опухолей, возможно, физического воздействия на них. То есть нужно придумать средство, которое будет убивать опухоли. Такие разработки уже есть. К примеру, недавно канадские ученые выяснили, что на распространение раковых клеток влияет высокий уровень белка AXL в клетках HER2-положительного рака. Поэтому чтобы побороть его, нужно принимать препараты, нацеленные на AXL.

  • Болезни психические. Долгое отсутствие на родной планете, замкнутое пространство, одни и те же люди и многое другое будет крайне пагубно влиять на космонавтов. Различные эксперименты выявили, что люди в таких условиях очень сильно склонны к депрессивным состояниям. Они неспособны здраво мыслить и принимать обдуманные решения. На Марс нужно будет послать очень крепких психически людей, которых к тому же следует хорошо натренировать перед полетом. Они должны удалить от себя страх замкнутого пространства и избавиться от ощущения отдаленности от дома.
  • Слабая гравитация. Это создает проблемы с физической формой людей. Если на Земле можно оставаться худым и без физических упражнений, в космосе это будет невозможно. Но решение здесь довольно простое – нужно будет очень много заниматься спортом. Собственно, что еще делать космонавтам?
  • Ограниченный рацион. Космонавты будут питаться только тем, что может расти в космосе, а это шпинат, бобы, салат и еще несколько видов овощей. Поэтому съесть сочный стейк или что-то подобное в космосе невозможно. Но к этому можно привыкнуть. Собственно, некоторые и на нашей планете питаются чем-то подобным.

Стоит помнить о непредвиденных обстоятельствах, которые могут возникнуть вдали от дома. А вдруг инопланетяне все-таки существуют? Значит ли это, что нам придется просить у них разрешения пройти на «красную планету». Впрочем, с этим тоже могут справиться крепкие морально люди. Таких и будут отбирать для полета на Марс.

к содержанию ↑

Выводы

Как видите, современные технологии и некоторые передовые разработки позволяют решить большинство проблем, с которыми человек может столкнуться при полете на Марс и непосредственно во время жизни на «красной планете». Да, найдутся люди, которые будут говорить, что все это невозможно и полет на соседнюю планету – не более, чем фантастика.

Собственно, ученые из NASA и сейчас смеются над планами маска по колонизации Марса. Их аргументация простая – пока что у человечества нет подходящих технологий. Но наш обзор выше показывает, что, в целом, они есть. Просто нужно, чтобы этим проектом занимался кто-то действительно умный и тот, кто не будет слушать других. Это должен быть целеустремленный человек, пользующийся уважением и финансовыми ресурсами. Хочется верить, что это и есть Илон Маск!

В целом, полет на Марс – это более чем реально! Не стоит верить врунам и скептикам, которые говорят о теориях космического заговора. У них нет никакой аргументации и логики. Например, они говорят, что есть тот же радиационный пояс Ван-Алена, но почему-то у них не хватает ума прочитать о том, что же он собой представляет, как его можно обойти и какой там уровень этой самой радиации. То же самое относится к полетам на Марс. Они где-то когда-то слышали, что это невозможно потому что радиация, болезни прочее. Но никто не удосужился почитать о том, как все это можно побороть.

Если взять во внимание все проекты по колонизации Марса, то можно сделать вывод, что человек ступит на «красную планету» не позднее 2035 года! А если у Маска все получится, это произойдет максимум в 2024.

Богдан Вязовский

"Мы живем в обществе, где технологии являются очень важной частью бизнеса, нашей повседневной жизни. И все технологии начинаются с искр в чьей-то голове. Идея чего-то, чего раньше не существовало, но однажды будет изобретено, может изменить все. И эта деятельность, как правило, не очень хорошо поддерживается"

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.
Geek-Nose