Сколько длится полет до Марса?

23 марта 2021

1723

Сколько длится полет до Марса?

Об этом пишет Вокруг света, информирует UAINFO.org. 

Расстояние от Земли до Марса

Для начала надо разобраться, каково расстояние между нашей планетой и Марсом. Земля и Марс движутся вокруг Солнца с разной скоростью: Земля совершает оборот за 365,25 земных суток, Марс – за 686,98. Поэтому мы то сближаемся, то разлетаемся. Минимальное теоретически возможное расстояние между Марсом и Землей в момент, называемый противостоянием, составляет 54,6 млн. км. (для сравнения расстояние до Луны – порядка 380 тыс. км.). А максимальное расстояние между нашими планетами  — 401 млн. км.

Противостояние Земли и Марса происходит примерно каждые два земных года. Но, поскольку орбиты обоих планет эллиптические, а период их вращения не совпадает, то сближение не всегда бывает максимальным. Теоретически возможное сближение на 54,6 млн. км. не наблюдалось еще ни разу. Минимальная дистанция в 55,7 млн. км была зафиксирована в 2003 году, и повторится в только 2287 году. Последнее сближение было 6 октября 2020 года, уже на 62,07 млн. километров. Следующее сближение произойдет 8 декабря 2022 года на еще большем расстоянии, и этот рост продолжится до 2029 года.

Затем начнется период ее уменьшения и следующий минимум в 56,9 млн. км. ожидается в 2035 году.

Возможные маршруты: экономные и не очень

Траектория полета на Марс может быть эллиптической, параболической или гиперболической. От траектории зависит, сколько топлива нужно для полета на Марс и сколько придется потратить времени в пути.

Самая экономная по топливу — эллиптическая траектория, предложенная в 1925 году немецким инженером Вальтером Гоманом. Полет по ней к Марсу занимает примерно 260 суток. Именно по эллиптическим траекториям происходили все полеты космических аппаратов к Марсу до сих пор. Корабль разгоняют до второй космической скорости (около 11,6 км/с), и он летит по инерции, по эллипсу, касающемуся орбит Земли и Марса. Вся траектория имеет вид большой дуги, что сильно удлиняет маршрут.

Параболическая траектория позволяет добраться до Марса за 70-80 суток, но разогнать корабль нужно до третьей космической скорости — 16,7 км/с. Это означает, что при запуске и при торможении у Марса горючего потребуется примерно в 4 раза больше, чем при полете по эллиптической траектории.

Гиперболические траектории, при скоростях свыше 16,7 км/с, — самые короткие, но еще более энергоемкие.

Хотя параболическая и тем более гиперболическая траектория требуют больших затрат топлива, сейчас планы пилотируемых экспедиций на Марс связаны именно с такими траекториями. Сколько человеку лететь до Марса — этот вопрос важен в контексте сильной радиации в межпланетном пространстве. Полет с экипажем должен быть как можно короче,  это позволит снизить требования к радиационной защите корабля. Кроме того, так можно сэкономить воду, пищу и кислород.

Как бы быстро ни добралась предстоящая экспедиция на Красную планету, астронавтам придется ждать нового «окна», когда долететь от Марса до Земли можно будет за приемлемое время. С учетом этого, путешествие на Марс займет примерно 2,5 года независимо от выбора траектории: чем меньше времени в полете — тем дольше придется пробыть на Марсе.

Скорость существующих космических аппаратов

На сегодня самый быстрый космический аппарат — автоматическая межпланетная станция New Horizons, запущенная NASA в 2006 году.  Станция направляется к Плутону со скоростью почти 16,7 км/c (третья космическая скорость, необходимая для того, чтобы аппарат мог покинуть пределы Солнечной системы). New Horizons пересекла орбиту Марса в том же 2006 году, всего через 78 дней после запуска с мыса Канаверал. А при максимальном теоретически возможном сближении планет могла бы долететь туда за 39 дней.

Аппараты, прицельно отправленные к Красной планете, разгонялись только до второй космической скорости, достаточной, чтобы преодолеть тяготение Земли и уйти с ее орбиты. Сколько им понадобилось времени, чтобы достичь Марса?

В 1964 году американский космический аппарат «Маринер-4» совершил первый успешный облет Марса. Время в пути к Красной планете – 228 дней.  В 1971 году «Маринер-9», ставший искусственным спутником Марса, совершил свой путь от Земли до места назначения за 168 дней. 18 февраля 2021 года ракета Atlas V доставила на Марс марсоход Perseverance; время в пути — 203 дня.

Рекордсменом по скорости перелета стал небольшой (412 кг) аппарат “Маринер-6“, который в 1969 году достиг Марса через 131 сутки после взлета.