In den Weltraum zu fliegen und ferne Welten zu erkunden, hat die Menschheit schon immer interessiert. Am Himmel navigierten sie und suchten darin nach Göttern.
Je weiter sich die Menschheit entwickelte, desto mehr Wissen gewann sie und das Interesse am Weltraum wuchs weiter. Nachdem der Mensch den Mond besucht hatte, wollte er natürlich den Planeten besuchen, dessen Eigenschaften der Erde am nächsten kommen - den Mars. Und die wissenschaftliche Entwicklung - von Kutschen bis zum Hadron Collider - in den letzten 150 Jahren lässt die Menschen ernsthaft über die Kolonisierung anderer Welten nachdenken.
Warum zum Mars fliegen?
Der rote Planet ist das offensichtlichste Forschungsobjekt für Wissenschaftler. Die Hauptziele der Reise sind die Suche nach außerirdischem Leben, eine tiefere Untersuchung des Planeten und seiner Geschichte, die Vorbereitung einer weiteren Kolonialisierung und die Entwicklung der notwendigen Technologien.
Unabhängig davon, ob es irgendwo anders als auf der Erde war oder nicht, ist das Leben eines der Hauptthemen der Menschheit. Der Mars ist ein idealer Ort, um die Suche zu starten, da er der Erde am ähnlichsten ist.
Das Studium der Geologie des Mars an seiner Oberfläche wird dazu beitragen, die Geschichte des Planeten besser zu verstehen. Während die Erde wuchs und sich bildete, erlebte der Mars bereits ernsthafte Klimaveränderungen und Kataklysmen. Wenn wir den Mars verstehen, verstehen wir die Erde besser.
Das Reisen zum Roten Planeten wird das notwendige Verständnis der Auswirkungen des Weltraums und des interplanetaren Reisens auf den Menschen vermitteln. Dies wird einer der wichtigsten Schritte in der Geschichte der Menschheit sein.
Wie viel Licht fliegt zum Mars?
Während sich die Planeten kontinuierlich um die Sonne drehen, ändert sich die Entfernung des Mars zum Stern und zur Erde ständig. Dementsprechend erhält das Licht, das zu unterschiedlichen Zeiten von einem bestimmten Punkt auf den Planeten gesendet wird, eine unterschiedliche Zeit.
Lassen Sie uns zunächst herausfinden, wie viel Licht von der Erde gesendet wird. Die Entfernung zwischen den Planeten variiert im Bereich von 55 bis 400 Millionen km. In einer Mindestentfernung erreicht Licht mit einer Geschwindigkeit von 299.792 km / s die Erde vom Mars in maximal 3 Minuten - in maximal 22 Minuten.
Die Entfernung zwischen Mars und Sonne beträgt 227,990 Millionen km. Das Licht des Sterns erreicht den roten Planeten in etwa 12 Minuten 40 Sekunden.
Wie viele sind zum Mars geflogen?
Trotz der Tatsache, dass ein menschlicher Fuß den Mars nicht betreten hat, haben sich Wissenschaftler seit langem für den Planeten interessiert und seit 1964 verschiedene Geräte und Apparate für eine detailliertere Untersuchung des Roten Planeten geschickt.
Die erste Mission zur Untersuchung des Mars wurde 1964 durchgeführt, als die Vereinigten Staaten einen Apparat namens Mariner-4 in die Umlaufbahn eines fernen Planeten schickten. Gerät flog 228 Tage. Er stellte Wissenschaftlern 21 Fotografien zur Verfügung.
Mariner-6 wurde 1969 zum Mars geschickt. Flug in die Umlaufbahn des Roten Planeten dauerte 155 Tage. Als Ergebnis dieser Mission erhielten die Wissenschaftler Daten zur Atmosphäre und zur Oberflächentemperatur.
Mariner-7 wurde im selben Jahr ausgeliefert und fungierte als Fallback. Er nahm seinen Weg 128 Tage.
Mariner-9 wurde 1971 geschickt, er erreichte den Mars für 168 Tage. Dieses Gerät wurde der erste künstliche Satellit des Planeten, für dessen kurze Existenz (bis Oktober 1972) gelang es ihm, eine Karte der Marsoberfläche zu erstellen.
Viking-1 war das erste Gerät, dessen Mission es war, auf der Oberfläche zu landen. Er wurde 304 Tage.
Viking-2 hatte 333 Tage und die Hauptaufgabe war es, nach Leben zu suchen. Mit Hilfe des Gerätes wurden mehr als 16.000 Bilder aufgenommen. Die Fotos waren farbig und gaben dem Mars einen völlig neuen Blick.
Der 1996 gestartete Mars Pathfinder erreichte den Roten Planeten in 183 Tagen. Das Gerät untersuchte den lokalen Boden.
Mars Express ist eine Raumstation der Europäischen Weltraumorganisation. Sie war auf dem Weg 201 Tage.
Mars Reconnaissance Orbiter ist der erste Scout, der 2005 geschickt wurde, um einen Ort zu finden, an dem die ersten Kolonisten landen konnten. Der Weg ist gegangen 210 Tage.
Der Maven, der 2013 geschickt wurde, studierte die Atmosphäre des Planeten und kam dorthin. 307 Tage.
Die Sowjetunion hatte kein Glück mit dem Studium des Mars, es gab viele erfolglose Starts und Pannen während des Fluges.Mit Venus ist es viel erfolgreicher geworden. Hier sind die Daten: Das sowjetische Gerät Mars-1 flog 230 Tage lang zum Mars.
Ein derart signifikanter Unterschied in der Flugdauer ist auf die unterschiedlichen Standorte der beiden Planeten zurückzuführen. Und die technische Entwicklung kann die Reisezeit nicht ernsthaft beeinflussen - die Dauer hängt größtenteils von komplexen mathematischen Berechnungen ab, die in der Analyse der Umlaufbahnen zweier Himmelskörper bestehen.
Wie viele Kilometer fliegen von der Erde zum Mars?
- Die größte Entfernung zwischen Erd- und Marsplaneten kann 401 Millionen km betragen.
- Die durchschnittliche Entfernung beträgt ca. 225 Millionen km.
- Die nächste Entfernung, die der Mars zur Erde bringen kann, beträgt 54,6 Millionen km.
Wenn wir ideale Bedingungen und die Fähigkeit haben, ein Raumschiff mit Menschen an Bord mit der Geschwindigkeit des schnellsten Fahrzeugs zu zerstreuen, das jemals von der Menschheit gestartet wurde - „New Horizons“, dessen Geschwindigkeit erreicht wurde 58 Tausend km / h, dann in gerader Linie auf dem Weg dauert es nur 39 Tage.
Wie lange dauert es, mit der Geschwindigkeit eines Flugzeugs zum Mars zu fliegen?
Wenn es beispielsweise möglich wäre, Flugzeuge für interplanetare Reisen zu senden, würde der Weg zum Mars bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit moderner Flugzeuge von 1000 km / h mehr als 22.000 Tage dauern.
Flugwege
Es versteht sich, dass das Sonnensystem eine große Anzahl von Gravitationspunkten aufweist, so dass es nicht möglich ist, Objekte in einer geraden Linie zu starten. Es ist notwendig, die Anziehung der Sonne zu vermeiden, die leicht jedes von der Erde abgefeuerte Objekt anziehen und zerstören kann. Daher wurden bestimmte Flugbahnen entwickelt, auf denen ein Flug zum Roten Planeten möglich ist. Es gibt mehrere Hauptwege, um zum Mars zu gelangen.
Gomanovsky Flugbahn
Diese Methode besteht darin, ein Objekt auf einen Himmelskörper zu richten. Diese Methode wurde vom deutschen Ingenieur Walter Goman entwickelt, der vorschlug, Fahrzeuge gegen Planetenbewegungen zu schicken. Diese Flugbahn hat jedoch ein deutliches Minus - sie benötigt eine große Menge Kraftstoff zum Bremsen.
Ballistische Erfassung
Die ballistische Erfassung ist die zweite Methode, mit der Fahrzeuge direkt in der Umlaufbahn des Mars gestartet werden können, wiederum in Bewegungsrichtung, und aufgrund der Atmosphäre wird gebremst. Die Implementierung dieser Methode erfordert mehr Zeit.
Parabolische Flugbahn
Eine parabolische Flugbahn ist aufgrund technischer Anforderungen die schwierigste Route, aber es dauert nur 80 Tage, um sie zu überwinden. Bei dieser Methode muss das Raumfahrzeug auf 16,7 km / s beschleunigen, was der dritten Raumgeschwindigkeit entspricht. Ein solches Manöver erfordert viermal mehr Treibstoff als die erste Methode. Aufgrund der starken Verkürzung der Reisezeit können Sie jedoch Lebensmittel und den Lebensunterhalt der Besatzung sparen.
Rundreise Mission
Die Organisatoren der ersten Mission zum Mars haben ein sehr schwieriges Problem: Senden Sie das Gerät nicht nur an einen weit entfernten Ort, sondern geben Sie es zurück. Je höher die Geschwindigkeit des Schiffes ist, desto geringer sind die Kosten. Die Mindestgeschwindigkeit für einen solchen Vorgang wird mit 18 km / s angenommen.
Für den Flugingenieur schlägt Robert Zubin den Einsatz von Atomtriebwerken vor, bei denen das Schiff 6 Tonnen Wasserstoff von der Erde entnehmen muss. Und für den Rückweg wird Kohlendioxid verwendet, das auf dem Mars leicht zu finden ist. Wasser kann in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten und letzterer in Methan umgewandelt werden. Alle diese Prozesse versorgen Astronauten mit Treibstoff für ihre Heimreise.
Unter solchen Bedingungen wird die Reise ungefähr 9 Monate dauern, während sich das Schiff 17 Monate lang auf dem Roten Planeten im Orbit befinden muss, da es notwendig ist, den idealen Standort von zwei Himmelskörpern wieder zu erfassen. Es kann bis zu 500 Tage dauern, bis die beiden Planeten zusammen sind.
Die folgende Schlussfolgerung wird daraus gezogen - Die Mindestreisezeit beträgt 33 Monate. Vergessen Sie jedoch nicht, dass Astronauten in diesem Stadium der technologischen Entwicklung ernsthafte Gesundheitsschäden erleiden, wenn sie sechs Monate auf der ISS sind. Für die Operation auf dem Mars wird also etwas völlig anderes erforderlich sein.
Wie viel Treibstoff wird benötigt, um zum Mars zu fliegen?
Sie müssen verstehen, dass Sie das Raumschiff vor der Berechnung des Treibstoffs genau routen sollten. Der Mars bewegt sich ständig um die Sonne, und die Ingenieure müssen die Flugbahn berechnen, den Ort, an dem sich der Planet zum Zeitpunkt der Ankunft befindet. Darauf basierend wird die Entfernung bestimmt, über die das Schiff und der Treibstoff fliegen werden.
Aufgrund der Vielzahl von Nuancen können Sie die notwendigen Reserven für den Motor nur annähernd berechnen. Ingenieur Robert Zubrin versuchte, verschiedene Optionen für den Start eines Raumfahrzeugs in einem Kernreaktor zu berechnen. Nach Recherchen kam er zu dem Schluss, dass auf dem Weg von der Erde zum Mars ungefähr 6 Tonnen Wasserstoff.
Die Hauptgefahren beim Reisen zum Mars
Der Weltraum ist ein unglaublich schöner Ort, aber gleichzeitig für seine Forscher unendlich gefährlich. Während die Zivilisation in ihrer kurzen Geschichte der Weltraumforschung gelernt hat, Astronauten nur unter Bedingungen relativ kurzer Missionen zu schützen, beispielsweise auf der Internationalen Raumstation (ISS) oder auf dem Weg zum Mond, stehen Wissenschaftler immer noch vor komplexeren und längeren Flügen.
Während einer möglichen Mission zum Mars sieht das Sonderprogramm der NASA beispielsweise fünf Hauptgefahren für Astronauten vor. Dieses Programm untersucht und entwickelt die neuesten Schutzmethoden und -ausrüstungen, die zukünftige interplanetare Reisende schützen können.
Strahlung
Fast jeder weiß, dass eine Person, wenn sie zu viel Strahlung ausgesetzt wird, ihre Gesundheit ernsthaft schädigen kann, aber die Menge an gefährlicher Strahlung, die eine Person auf der Erde empfängt, ist nichts im Vergleich zu dem, was die ersten Reisenden zum Mars sehen.
Kosmische Strahlung ist viel gefährlicher als die Strahlung, die Menschen auf der Erde erfahren. Selbst wenn man sich auf der ISS befindet, ist eine Person zehnmal stärkerer Strahlung ausgesetzt als die Erde, obwohl die Erde dank ihres Magnetfelds als Schutzschild auf dem Strahlungsweg fungiert. Was mit Menschen im Weltraum passieren wird - niemand weiß es.
Isolation und Schlussfolgerung
Nicht alle Gefahren entstehen aus den verborgenen Ecken des Weltraums. Die menschliche Psyche ist ein äußerst fragiler Mechanismus. Wissenschaftler wissen seit langem, dass eine anhaltende Isolation zu Stimmungsschwankungen, Störungen der Wahrnehmung der Umwelt, Problemen der zwischenmenschlichen Interaktion und auch zu ernsthaften Schlafstörungen führen kann. Laut NASA ist eine Veränderung des Bewusstseins der Menschen bei längerer Exposition gegenüber einem geschlossenen Raum unvermeidlich. Daher sollte die Auswahl für eine solche Reise äußerst streng sein.
Entfernung von der Erde
Wenn Astronauten den Roten Planeten erreichen, sind sie am weitesten von der Erde entfernt als alle anderen vor ihnen. Befindet sich der Mond in einer Entfernung von 380.000 km von seinem Planeten, befindet sich der Mars in einer Entfernung von 225 Millionen km. Und das bedeutet, dass die ersten Kolonialisten, wenn sie den Sand einer fernen neuen Welt betreten, so autark wie möglich sein müssen, weil sie keine schnelle Lieferung von der Erde erwarten sollten. Jedes Signal wird ungefähr 20 Minuten lang eingeschaltet. Wissenschaftler haben immer noch Probleme mit der Fracht, die für die ersten Menschen auf einer solchen Reise notwendig sein wird.
Schwerkraftfelder
Auf dem Weg zum Mars müssen sich die Kolonialisten drei verschiedenen Gravitationsfeldern stellen: der Erdgravitation, dem Fehlen fast jeglicher Anziehungskraft im Weltraum und dem Mars. Wissenschaftler untersuchen immer noch die Auswirkungen solcher Veränderungen auf die menschliche Gesundheit.
Feindliche Umgebung und beengte Räume
Laut Wissenschaftlern wird der Flug der ersten Kolonisatoren zum Mars etwa 6 Monate dauern.Der Weltraum ist überhaupt nicht für das Leben gedacht, daher hängt das Leben der Menschen von den Bedingungen und der Qualität des Schiffes ab. Daher müssen Ingenieure maximalen Komfort für Astronauten erreichen und Bedingungen schaffen, die sie ständig dazu ermutigen, positiv und aktiv zu sein.
Interessante Tatsache: Elon Musk, der auf die Kolonisierung des Mars hofft, sagte in einem Interview, das er während der TED-Konferenz 2015 gab, dass er am Ende seines Lebens die Kolonisierung eines solch verführerischen Planeten beenden werde. Er wird dort eine ganze Stadt schaffen. Auf die Fragen des Interviewers, warum ist Mask das alles? Letzterer antwortete: "Ich versuche nicht, ein Retter der Menschheit zu sein, ich versuche nur, über die Zukunft nachzudenken und nicht depressiv zu werden." Rückruf - Alle Versprechen des Ingenieurs auf dieser Konferenz wurden bisher erfüllt.
Abschließend möchte ich die Annahmen des großen russischen Wissenschaftlers Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky zu den Hauptphasen der Weltraumforschung darlegen.
Der Mars ist der erdähnlichste Planet im Sonnensystem. Ein Flug dorthin ist heute möglich. Die Kolonisierung eines mysteriösen Planeten wird entwickelt und verbessert. Wenn die Zivilisation jemals mit der Erforschung ferner Welten beginnt, wird der Mars trotz aller Schwierigkeiten, mit denen Ingenieure und Wissenschaftler konfrontiert sind, der erste sein.