Перелет человека от Луны до Марса — фантастика или ближайшее будущее
Желание человека покорить космос, совершить перелет между планетами, было всегда лишь мечтами. Если «путешествия» в космос уже давно практикуют, то межпланетные перемещения по большому счету всё еще находятся на стадии планирования. Реально ли совершить перелет от Луны до Марса? Сколько времени уйдёт на него, а также, какое топливо теоретически будет пригодно к использованию в подобном эксперименте? Технический прогресс настолько далеко зашел в своём развитии, что вчерашние мечты о полетах сегодня могут быть реальностью.
Размеры Луны и Марса
Марс и Луна в сравнении
Для грамотного планирования межпланетного перемещения, специалистам необходимо представление о размерах небесных тел, знать, что расположено дальше от Земли, и четко понимать, что все-таки больше Луна или Марс.
Ошибочно может сложиться мнение о том, что Луна является большим светилом в сравнении с другими планетами. Подобные мысли обусловлены ее расположением на максимально близком расстоянии к Земле, 384 407 километров. На самом деле, по своим астрономическим размерам Луна не превышает 27% общих параметров нашей планеты.
Лунная площадь составляет примерно 38 миллионов км2. Данный показатель сам по себе меньше размеров любого континента на Земле.
Марс находится на четвертом месте по удаленности от Солнца и на лидирующих позициях по своей величине. Показатель его площади составляет почти 145 миллионов километров, что чуть больше половины размера нашей планеты.
Исходя из представленной выше информации, можно сделать вывод, что Марс существенно больше Луны по своим размерам, однако находится на гораздо более дальнем расстоянии от нашей планеты именно по этому мы видим его таким маленьким. Хотите знать больше о других характеристиках Марса!?
Сколько километров от Луны до Марса
При оценке межпланетного пространства, необходимо учитывать тот факт, что расстояние от Луны до Марса не является постоянной величиной. Данное утверждение обусловлено непрерывным передвижением планет по своим орбитам в рамках Солнечной системы, вследствие которого они то удаляются, то максимально приближаются друг к другу.
Учитывая, сей факт просчитать необходимое расстояние в определенный период, сформулировать корректный план действий во время перелета от Луны до Марса не составит никакого труда. Минимальная дистанция между Землей и Марсом сего года составляет 55,7 миллионов километров, а максимальное расстояние до Луны 405 696 километров. В нашем случае чтобы быстрее добраться до Марса нужно, чтобы спутник Земли отдалился на максимальное расстояние от планеты, тем самым приблизился к конечной точки полета. Благодаря несложным вычислениям получим разницу между минимальным расстоянием планет и максимальным до Луны. Это и будет наше заветное расстояние между Луной и Марсом 55,36 мил. км.
Приблизительно минимально возможное расстояние между Марсом и Луной
Сколько лететь до Марса от Луны и от чего это зависит
Помимо возможности грамотного планирования путешествия, важно иметь представление о том, сколько теоретически по времени может занять перелет.
Если отложить расчеты траектории и взять за внимание коротки путь по прямой. Используя самый быстрый на сегодняшний день космический «корабль». При помощи простейших арифметических вычислений, можно предположить, что перелет в 55.36 мил. километров от Луны до Марса займет приблизительно 961 часов при максимальной скорости 16 км/с, а это составит 40 целых дней.
На деле не все так просто. Есть много факторов, от которых зависит полет. И вот некоторые из них. Скорость корабля будет, зависит от удельного импульса, которое он получит при старте. Чтоб совершить рывок и получить максимальную скорость нужно больше топлива и меньший вес ракеты. Вес напрямую зависит от гравитации космического тела.
Учитывая эти факторы, целесообразней будет совершать полеты с нашего спутника Луны. Единственная проблема это как доставить столько топлива и ракеты на Луну. Но это разрешимо, если будет база на Луне.
Заправка на Луне и полет на Марс
Факт минимальной удаленности Луны от нашей планеты позволяет предположить теоретическое создание на ней специальной базы, служащей своеобразным перевалочным пунктом для больших космических кораблей, транспортирующих, например, большие грузы или ресурсы, необходимые для жизни на Марсе. Сделав остановку на Луне, курсирующие ракеты смогут дозаправиться топливом или переместить груз на другой космический «транспорт», запускающийся непосредственно с Луны. С другой стороны спуски и взлеты с поверхности тоже несут затраты куда лучше было бы заправлять ракеты на орбите. А топливо можно было бы подвозить с луны.
Преимущество полета с Луны
Сформировав перевалочную базу на Луне, представится возможность производить там топливо, которым впоследствии можно будет заправлять космические корабли, следующие на дальнее расстояние. Эффективность миссий человечества на Марс, преимущественно стартов с Луны в подобных условиях становятся очевидными:
- Во-первых, подобная стратегия позволит снизить стоимость полетов на старте до 70%. Дельта – v необходимая для преодоления лунной гравитации равна 2.64км/с а это в 4.77 раз меньше земной.
- Во-вторых, расстояние становится меньше на 405 696 километров до точки назначения, незначительно в формате солнечной системы, но все же.
- В-третьих, космические корабли смогут больше нести полезной нагрузки.
Исходя из вышеприведенной информации, логично предположить, что наиболее целесообразным материалом для производства на Луне является топливо для ракет, использующихся в транспортировке грузов на другие планеты. Основным таким ресурсом для корректной работы космических двигателей вероятнее всего станет гелий 3, «создание» которого и стоит организовать на «лунном светиле».
Подводя итог, можно сделать вывод, что межпланетные перелеты, при условии их правильной организации, вполне реальны. Более того, оборудовав надлежащим образом поверхность Луны, перемещения до других небесных тел, в частности до Марса, станут максимально комфортными для людей и безопасными с точки зрения своевременного обслуживания космического «транспорта». А возможность организовать дешевые полеты с поверхности спутника, по финансовым вложениям, увеличит количество запусков на Марс.
Источник
Луна или Марс?
Куда бежать от земных проблем
Ежедневно мы вынуждены решать множество проблем — например, где найти место для парковки в центре города, что делать с соседом, вот уже который год круглосуточно ремонтирующим свою квартиру или как прожить на зарплату институтского преподавателя. Помимо таких частных проблем, от решения которых зависит выживание каждого из нас, существуют и глобальные, общечеловеческие проблемы, от решения которых зависит выживание человечества. Это и массовые голод и нищета, и до сих пор актуальная угроза ядерной войны, и катастрофическое загрязнение окружающей среды, и глобальное потепление, и неконтролируемое резкое увеличение численности населения и истощение ресурсов Земли.
Существуют различные пути решения глобальных проблем человечества, от совершенно фантастических (человечество «возьмется за ум», перестанет варварски транжирить природные богатства, начнет использовать альтернативные источники энергии и заживет в гармонии с самим собой и окружающим миром) до вполне реальных. Например, человечество погрузится на космические корабли и, оставив выпотрошенную Землю, улетит заселять другие планеты во Вселенной.
Однако на сегодняшний момент колонизация космоса связана с некоторыми трудностями, основная из которых — отсутствие поблизости от Земли планет, пригодных для жизни человека. Ученые предполагают, что ближайшая из них может находиться на расстоянии около 42 триллионов километров от Солнца. Даже если двигаться с самой большой скоростью, которую на сегодняшний день способен развивать космический корабль, то на дорогу придется потратить примерно 20 тысяч лет, а это, согласитесь, довольно долго. Гораздо более достижимыми представляются планеты нашей Солнечной системы, из которых для колонизации наиболее пригодны Марс и спутник Земли — Луна.
Луна, наверное, самое подробно изученное из всех небесных тел. Уже во II веке до н.э. греческий астроном, географ и математик Гиппарх, исследуя движение Луны по звездному небу, выявил ряд закономерностей этого движения, а также определил размеры Луны и расстояние до нее от Земли. Одна из первых лунных карт была составлена в 1651 году итальянским астрономом Джованни Батиста Риччоли (с его же легкой руки появился термин «лунное море»). В 1753 году хорватский астроном Руджер Бошкович доказал отсутствие на Луне атмосферы. В 1881 году французским астрономом Пьером Жансеном был составлен детальный «Фотографический атлас Луны». Обширные исследования в XX веке Луны с помощью космических аппаратов значительно увеличили объем знаний человечества о ее внешнем рельефе, геологическом и геохимическом строении, сейсмологии и химии лунных пород.
Полет к Луне займет около трех суток (его практическая осуществимость была доказана сначала советскими программами «Луна» и «Луноход», а затем и американскими пилотируемыми экспедициями «Аполлон»). Луна богата разнообразными природными ископаемыми, в том числе железом, алюминием и титаном. Лунные базы могут стать местом для проведения уникальных научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, космической биологии и других научных дисциплин. Отсутствие на Луне атмосферы, а значит, и свободного кислорода, ухудшающего качество литья и сварки, позволит производить на этих базах в больших объемах различные сверхчистые сплавы и электронные компоненты.
Кроме того, в лунном грунте присутствует редкий на Земле изотоп гелия — гелий-3, — который может использоваться как сырье для перспективных термоядерных реакторов. По подсчетам ученых, 30 тонн гелия-3 (а на Луне его, по самым скромным оценкам, 500 тысяч тонн) достаточно для обеспечения энергией всего населения Земли в течение года. Кроме того, при использовании гелия-3 не возникает долгоживущих радиоактивных отходов, захоронение которых является самой острой проблемой современной ядерной энергетики.
Марс находится от Земли на значительно большем расстоянии, чем Луна (до него лететь уже около 9 месяцев), поэтому наладить регулярное транспортное сообщение между ним и Землей будет значительно сложнее и дороже. Кроме того, пилотируемые экспедиции на Марс связаны с большим числом опасностей для их экипажа. Возникающее в результате солнечных вспышек ионизирующее излучение может привести к поломке различных систем космического корабля, в особенности — компьютерных, а также к тому, что космонавты получат повышенную дозу облучения, которая может вызвать разрушение тканей и ДНК организма и последующую клеточную мутацию. При этом, попасть в «окно», когда излучение Солнца минимально и не представляет опасности, как это делалось при полетах на Луну в рамках программы «Аполлон», не получится.
Значительной медицинской проблемой является и длительное нахождение космонавтов в невесомости, приводящее к изменениям в их мышцах, костях и системе кровообращения. Так, после восьми месяцев невесомости требуется более двух лет восстановления на Земле. И хотя сила притяжения на Марсе составляет 38% от земной, к ней все равно придется адаптироваться некоторое время.
Марсианские сутки составляют 24 часа 39 минут, на Марсе тоже есть смена времен года, вода (хотя и в виде льда под поверхностью планеты) и атмосфера, а параметры марсианского грунта теоретически позволяют выращивать на нем земные растения, — но без защитного снаряжения человек не сможет прожить на его поверхности и нескольких минут.
Чтобы Марс стал обитаемым, на нем необходимо сформировать атмосферу с давлением, достаточным для существования воды в жидком виде и аналогом озонового слоя, повысить с помощью парникового эффекта температуру в экваториальной части Марса до + 10 … +20 градусов Цельсия (сейчас температура приповерхностного слоя его атмосферы постоянно ниже нуля), создать биосферу. Для этого ученые предлагают несколько способов, среди которых:
• управляемое обрушение на поверхность Марса другого сравнительно небольшого небесного тела;
• помещение на его орбиту искусственных спутников, способных собирать солнечный свет и фокусировать его на поверхности Марса;
• взрыв на полярных шапках Марса нескольких ядерных бомб.
Последний способ, правда, весьма сомнителен с точки зрения последующего использования плодов его применения.
Хотя уже в шестидесятые годы XX века и у США, и у СССР имелись достаточно детально разработанные планы сооружения лунных баз, реализованы они не были. Не было на сегодняшний день предпринято никаких практических шагов и по колонизации Марса. В то же время лунные и марсианские программы разрабатываются космическими агентствами Европы, Японии, Китая, Индии, США и России. Кроме того, планы по отправке человека на Марс существуют и у частных компаний, пример — голландский проект Mars One. Так что если вам надоело решать ежедневные проблемы — где найти место для парковки в центре города, что делать с соседом, вот уже который год круглосуточно ремонтирующим свою квартиру, — плюньте на все и запишитесь в такой проект добровольцем. Вдруг вам перезвонят?
Источник
Марс против Луны: кого колонизировать в первую очередь?
В СМИ регулярно появляются заголовки: «Илон Маск собрался перевозить людей на Марс!», «К 2050 году США и Россия построят базы на Луне!». Но насколько это правдоподобно? Когда на Марсе и Луне появятся первые человеческие поселения, кто это сделает и главное: где создавать их в первую очередь?
Луна — наш друг в холодном космосе.
Луна — естественный спутник Земли, на который мы давно позарились. Мы запускали и продолжаем запускать туда исследовательские дроны, станции и даже запускали человека на Луну (кто в это не верит, почитайте эту статью ). Но по какой-то причине мы перестали туда летать. Когда планируются миссии и чем хорошо освоение Луны?
Чем хороша Луна?
1. Малое расстояние от Земли до Луны — 384 тысячи км, а лететь всего лишь 1-3 дня. В сравнении с Марсом (7 месяцев) это просто моментально. Меньше расходов на топливо и больше рейсов туда-обратно для перевозки грузов и людей.
2. Признаки наличия воды и минералов, которые пригодятся для строительства базы
3. На Луне находится отличный источник энергии — Гелий-3. Это изотоп гелия, который можно использовать в термоядерном синтезе для получения огромных количеств энергии. В будущем, когда наступит энергетический кризис (а он наступит, рано или поздно нефть и газ закончатся), можно будет добывать это чистое топливо на Луне. На Марсе такого нет.
1. Слабая гравитация (1/6 от земной), колонистам придётся заниматься физическими упражнениями по 2-3 часа в день, чтобы не атрофировались мышцы. Кстати, эта проблема есть и на Марсе.
2. Нет атмосферы и магнитного поля. Космонавты должны будут постоянно ходить в скафандрах, защищающих от радиации и носить баллоны с кислородом.
3. День на Луне длится больше года (27 суток против 29). Луна вращается очень медленно, из-за чего одна сторона сильно нагревается, а другая — сильно охлаждается.
Итого: кто полетит туда?
Сейчас над проектами по освоению Марса и Луны работает множество национальных космических агентств и несколько частных. Среди них Роскосмос, NASA, SpaceX, ESA (Европа), CNSA (Китай), JAXA (Япония) и другие. Но на сегодня шансы на создание баз и колоний есть только у первых трёх. Роскосмос и NASA планируют запускать автоматические станции на Луну для сбора грунта, а к 2030-2040 построить там исследовательскую станцию. У SpaceX планов по освоению Луны нет, они лишь хотят запустить туристическую ракету в 2023 вокруг спутника.
Марс — далёкий сосед, который может стать близким.
О полётах и жизни на Красной Планете задумывались уже давно. Марс был известен ещё древним грекам, но с тех пор мы мало что нового узнали про него. Там нет жизни, но она могла быть (по археологическим данным и компьютерным симуляциям). Итак, что там с Марсом, когда летим?
Плюсы освоения Марса:
1. Относительно комфортная температура — на экваторе она может доходить до +27 °C. И хотя средняя по планете составляет -63°C, это всё же теплее, чем в селе Оймякон (-71 °C ).
2. Много воды — недавно на Марсе нашли целый подлёдный океан на его Южном полюсе. Кроме этого, сами шапки на полюсах из водного льда.
3. Есть где скрываться от солнечной радиации — в марсианских пещерах
А что насчёт минусов?
1. Атмосфера очень и очень разряженная, да к тому же непригодная для жизни. Опять же, придётся либо ходить в скафандрах, либо создавать купол с искусственной атмосферой.
2. Нет магнитного поля — нет защиты от радиации. Но как я уже сказал, можно использовать пещеры планеты для построения там поселений.
3. По оценкам исследователей, планета бедна металлами. Не из чего будет строить электронику и т.д. Хотя всё может измениться, нужны только дополнительные исследования.
4. Самый главный минус — это огромное расстояние (среднее — 400 млн км). Лететь 8 месяцев, а то и больше. Ракетам с низкой грузоподъёмностью придётся тратить много времени просто на перелёты туда-обратно.
5. Кстати, из-за расстояния радиосвязь между Землёй и Марсом будет задерживаться в среднем на полчаса. Помехи в работе станут обыденным делом.
И всё же. Что там с освоением Марса?
На самом деле наши планы на него просто огромны. И заголовки «человек совсем скоро ступит на поверхность Марса» не кажутся вымыслом.
В 2022 SpaceX планирует запустить грузовую ракету на Красную планету, а уже через 2 года отправить первых пассажиров. В 2028 построить первую базу, а в 2030 уже мини-город для будущих колонистов Марса.
Не отстают также и национальные космические агенства. Китай, США, Россия и Европа будут запускать свои исследовательские станции в 2020-2030 годах, а затем планируют строить на Марсе поселения. Возможно, мы станем свидетелями настоящей космической гонки!
А кто будет освоен первым?
Скорее всего, Марс действительно удостоится большего внимания, чем Луна. На первом можно будет построить колонию, где люди смогут не только работать и исследовать планету, но и жить. А Луна может получить совсем другое призвание. Кроме научных станций на ней можно построить настоящий космический порт, где корабли будут дозаправляться, хранить и транспортировать грузы и возить туристов. И всё из-за той самой пониженной гравитации, вследствие чего нужно будет очень мало топлива!
Не сомневаюсь, что однажды на Луне построят целую верфь космических кораблей, а Земля хоть и останется колыбелью, но мы переберёмся и в другие места. Хотя бы на Марс.
Понравилась статья? Ставь палец вверх и подписывайся на мой канал — там ещё множество научных тем: космос, химия, физика, технологии,изобретения и многое другое. Читай меня в телеграме ( Будни Учёного 2.0 ) и в Яндекс.Дзене ( Мир науки )!
Источник