Ta članek se je prvotno pojavil v Universe Today julija 2012, vendar je bil posodobljen s povezanim videoposnetkom.
Planet Mars je eden najsvetlejših objektov na nočnem nebu, zlahka viden s prostim očesom kot svetlo rdeča zvezda. Vsaki dve leti ali približno Mars in Zemlja dosežeta svojo najbližjo točko, imenovano »opozicija«, ko je Mars lahko od Zemlje oddaljen kar 55.000.000 km. In vsaki dve leti vesoljske agencije izkoristijo to orbitalno poravnavo, da pošljejo vesoljska plovila na Rdeči planet. Koliko časa traja, da pridemo na Mars?
Celoten 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 potrebuje, da doseže svoj cilj. Res je odvisno samo od tega, koliko goriva ste pripravljeni porabiti, da pridete tja. Več goriva, krajši čas potovanja.
Zgodovina odhoda na Mars:
Prvo vesoljsko plovilo, ki je kdaj opravilo potovanje od Zemlje do Marsa, je bilo Nasin Mariner 4, ki je izstrelil 28. novembra 1964 in prispel na Mars 14. julija 1965 ter uspešno posnel serijo 21 fotografij. Skupni čas letenja Mariner 4 je bil 228 dni.
Naslednja uspešna misija na Mars je bila Mariner 6, ki je poletel 25. februarja 1969 in dosegel planet 31. julija 1969; čas letenja le 156 dni. Uspešni Mariner 7 je potreboval le 131 dni za pot.
Ekipa NASA je vložila vse podatke, ki jih je lahko, za modeliranje pristanka na Marsu Curiosity. Zasluge: NASA
Mariner 9, prvo vesoljsko plovilo, ki je uspešno šlo v orbito okoli Marsa, je bilo izstreljeno 30. maja 1971 in prispelo 13. novembra 1971 v trajanju 167 dni. To je isti vzorec, ki je trajal več kot 50 let raziskovanja Marsa: približno 150-300 dni.
Tukaj 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
- Curiosity Lander (2012) – 253 dni
Zakaj traja tako dolgo?:
Slika od zgoraj navzdol orbit Zemlje in Marsa. Zasluge: NASA
Če upoštevate dejstvo, da je Mars oddaljen le 55 milijonov km, vesoljska plovila pa potujejo s hitrostjo več kot 20.000 km/h, bi pričakovali, da bo vesoljsko plovilo opravilo pot v približno 115 dneh, vendar traja veliko dlje. To je zato, ker tako Zemlja kot Mars krožita okoli Sonca. Ne morete usmeriti neposredno na Mars in začeti streljati svoje rakete, ker bi se Mars že premaknil, ko bi prišli tja. Namesto tega je treba vesoljska plovila, izstreljena z Zemlje, usmeriti kamMars bo.
Druga omejitev je gorivo. Še enkrat, če bi imeli neomejeno količino goriva, bi svoje vesoljsko plovilo usmerili proti Marsu, izstrelili rakete do polovice poti, nato bi se obrnili in upočasnili za zadnjo polovico potovanja. Čas potovanja bi lahko skrajšali na delček trenutne stopnje – vendar bi potrebovali nemogoče količino goriva.
Kako priti na Mars z najmanjšo količino goriva:
Glavna skrb inženirjev je, kako pripeljati vesoljsko plovilo na Mars z najmanjšo količino goriva. Roboti ne skrbijo za sovražno okolje vesolja, zato je smiselno čim bolj zmanjšati stroške izstrelitve rakete.
Nasini inženirji uporabljajo metodo potovanja, imenovano Hohmannova orbita prenosa – ali minimalna orbita prenosa energije –, da pošljejo vesoljsko plovilo z Zemlje na Mars z najmanjšo možno količino goriva. Tehnika je bila prvi predlagal Walter Hohmann ki je leta 1925 objavil prvi opis manevra.
Namesto da bi raketo usmerili neposredno proti Marsu, povečate orbito svojega vesoljskega plovila, tako da sledi večji orbiti okoli Sonca kot Zemlja. Sčasoma bo ta orbita presekala orbito Marsa -v trenutku, ko je tam tudi Mars.
Če morate izstreliti z manj goriva, potrebujete več časa, da dvignete svojo orbito in povečate pot do Marsa.
Druge ideje za skrajšanje časa potovanja na Mars:
Čeprav je treba počakati, da vesoljsko plovilo potuje 250 dni, da doseže Mars, potrebujemo nekaj potrpljenja, bi morda želeli popolnoma drugačen način pogona, če pošiljamo ljudi. Vesolje je sovražno mesto in sevanje medplanetarnega prostora bi lahko predstavljalo dolgoročno zdravstveno tveganje za človeške astronavte. Kozmični žarki v ozadju povzročajo stalen nalet sevanja, ki povzroča raka, vendar obstaja večje tveganje za velike sončne nevihte, ki bi lahko v nekaj urah ubile nezaščitene astronavte. Če lahko skrajšate čas potovanja, skrajšate čas, ko so astronavti obdani s sevanjem, in zmanjšate količino zalog, ki jih potrebujejo za povratno pot.
Go Nuclear:
Ena ideja jejedrske rakete, ki segrejejo delovno tekočino – kot je vodik – na intenzivne temperature v jedrskem reaktorju in jo nato z visokimi hitrostmi izstrelijo iz raketne šobe, da ustvarijo potisk. Ker imajo jedrska goriva veliko večjo energijsko gostoto kot kemične rakete, bi lahko z manj goriva dosegli večjo potisno hitrost. Predlagano je, da bi jedrska raketa skrajšala čas potovanja na približno 7 mesecev
Pojdi na magnet:
Drug predlog je tehnologija, imenovanaMagnetoplazma raketa s spremenljivim specifičnim impulzom(ali VASIMR). To je elektromagnetni pogon, ki uporablja radijske valove za ioniziranje in segrevanje pogonskega goriva. To ustvari ioniziran plin, imenovan plazma, ki ga je mogoče magnetno potisniti iz zadnjega dela vesoljskega plovila z velikimi hitrostmi. Nekdanji astronavt Franklin Chang-Diaz je pionir razvoja te tehnologije, na Mednarodni vesoljski postaji pa naj bi nameščen prototip, ki ji bo pomagal ohraniti svojo višino nad Zemljo. V misiji na Mars bi lahko raketa VASIMR skrajšala čas potovanja na 5 mesecev.
Go Antimatter:
Morda bi bil eden najbolj ekstremnih predlogov uporabaraketa proti snovi. Antimaterija, ustvarjena v pospeševalnikih delcev, je najgostejše gorivo, ki bi ga lahko uporabili. Ko se atomi snovi srečajo z atomi antimaterije, se pretvorijo v čisto energijo, kot je napovedala znamenita enačba Alberta Einsteina: E = mc2. Samo 10 miligramov antimaterije bi bila potrebna za poganjanje človeške misije na Mars v samo 45 dneh. Toda potem bi proizvodnja še tako majhne količine antimaterije stala približno 250 milijonov dolarjev.
Umetnikov koncept pogonskega sistema Antimater. Zasluge: NASA/MFSC
Prihodnje misije na Mars:
Čeprav je bilo predlaganih nekaj neverjetnih tehnologij za skrajšanje časa potovanja do Marsa, bodo inženirji uporabljali preizkušene in resnične metode sledenja minimalnim orbitam prenosa energije z uporabo kemičnih raket. Nasina misija MAVEN se bo začela leta 2013 s to tehniko, kot tudi misije ESA ExoMars. Morda bo minilo nekaj desetletij, preden druge metode postanejo običajne.
Raziščite še:
Informacije o medplanetarnih orbitah – NASA
7 minut terorja – izziv pristanka na Marsu
NASA Predlog za jedrski raketni motor
Hohmann Transfer Orbits – Državna univerza Iowa
Minimalni prenosi in medplanetarne orbite
Nova in izboljšana vesoljska ladja iz antimaterije za misije na Mars – NASA
Astronomska zasedba Epizoda 84: Getting Around the Oson System
Sorodne zgodbe iz vesolja danes:
Potovanje na Mars v samo 39 dneh
Enosmerna, enoosebna misija na Mars
Ali bi lahko človeško misijo na Mars financirali komercialno?
Kako bo MSL navigiral na Mars? Zelo previdno
Poceni rešitev za potovanje na Mars?
Zakaj je toliko neuspešnih misij na Mars?
Ta članek se je prvotno pojavil v Universe Today julija 2012, vendar je bil posodobljen s povezanim videoposnetkom.
Podcast (avdio): Prenesi (Trajanje: 3:17 — 3,0 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS
Podcast (video): Prenesi (75,6 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS