Как далеко Марс от Солнца?
Научная революция доказала, что все небесные тела в Солнечной системе совершают обороты вокруг Солнца (гелиоцентрическая система). Коперник, Галилей, Кеплер и Ньютон помогли изучить орбитальные пути солнечных планет с максимальной точностью. Давайте рассмотрим ситуацию с Марсом. У нас много общего, но орбита отличается.
Как далеко Марс от Солнца в перигелий и афелий
Среднее расстояние от Солнца до Марса составляет 228 млн. км. Но после Меркурия это вторая самая эксцентричная планета по орбите (0.0934) в Солнечной системе. А значит дистанция меняется от 206 700 000 км до 249 200 000 км. Средняя орбитальная скорость в 24 км/с приводит к тому, что на одно вращение оси уходит 687 дней. А день длится 24 часа, 39 минут и 35 секунд.
Также у планеты наблюдается длительное возрастание эксцентриситета. 19000 лет назад он был минимальным – 0.079, а через 24000 лет станет 0.105. Марсианская орбита снова будет максимально круглой через миллион лет.
Осевой наклон Марса
Наклон оси Марса близок к земному и достигает 25.19°. А значит, от планеты можно ожидать сезонных температурных колебаний. Конечно, там холоднее, но принцип остается.
Эксцентрическая марсианская орбита и осевой наклон вызывают примечательные сезонные колебания
Средняя температура опускается до -46°C, но может понижаться до -143°C и прогреться на 35°C. Так что в определенное время Марс даже теплее Земли.
Орбита и сезонные перемены
Перемены температуры и сезонов Красной планеты основаны на орбитальных изменениях. Эксцентричность говорит о том, что планета при удаленности от Солнца замедляет скорость движения и увеличивает ее поблизости.
Афелий совпадает с весной на территории северного полушария, из-за чего это наиболее длительное марсианское время года (7 месяцев). Лето – 6 месяцев, осень и зима – 5.3 и 4 месяцев.
Красная планета оказывается в перигелии, когда южное полушарие охвачено летом, а северное зимой. При афелии все наоборот.
Южно-полярная марсианская шапка, запечатленная в апреле 2000 года
На Марсе есть снег. В 2008 году Фениксу удалось отыскать водяной лед на полярных территориях. Ученые предсказывали его наличие, но никто не ожидал увидеть, как с облаков падает снег. Это привело к мысли, что ранее климат был теплым и влажным.
В 2012 MRO отметил, что на территории в виде снегопада выпадает двуокись углерода. Последние исследования также показывают, что 3.7 млрд. лет назад на поверхности было больше воды, чем в современном Атлантическом океане. Также Марс располагал жизнеспособной атмосферой.
Погодные шаблоны
Марс располагает системой погодных условий. Это отмечается в виде опасных пылевых бурь, которые периодически охватывают всю поверхность. Способны простираться на тысячи километров и окружают планету густым слоем. Когда они разрастаются, то могут перекрыть обзор поверхности.
Ученым удалось вычислить скорость потери воды благодаря компьютерному моделированию
Таким образом не повезло Маринеру-9 в 1971 году. Когда он послал свои первые снимки, то марсианская поверхность полностью укрылась бурей. Она была настолько массивной, что отыскать можно было лишь наивысшую гору Олимп.
В 2001 году за пылевой бурей следил телескоп Хаббл на территории бассейна Эллады. Она стала крупнейшей за 25 лет. Причем за ней могли наблюдать даже астрономы-любители.
Бури появляются чаще всего, когда планета приближается к звезде. Почва высыхает и пыль легче поднять. Эти бури заставляют температуру расти, из-за чего формируется собственный парниковый эффект.
Источник
Расстояние от Земли до Марса
Ученые проводят много исследований, касающихся 4 планеты Солнечной системы. К вопросам, которые интересуют ученых, относится расстояние до Марса.
Сложности вычислений расстояния от Земли
Отдаленность Земли от других объектов в космосе измеряется:
- в астрономических единицах;
- в световых годах;
- в парсеках.
Астрономическая единица (а.е.) — это среднее расстояние между 3 планетой Солнечной системы и Солнцем. Это значение равно 149,6 млн км и применяется оно только для измерения расстояний в пределах Солнечной системы.
Световой год рассчитывается как расстояние, которое преодолевает свет за 1 год (9,460 трлн километров), а парсек составляет 3,26 световых лет. Обе астрономические единицы измерения применяются для расчетов в масштабах Вселенной.
Для вычисления расстояния между Марсом и Землей определяют, где располагаются оба небесных тела.
Но есть несколько факторов, осложняющих эти вычисления:
- Небесные тела движутся по орбитам, имеющим не круглую, а эллиптическую форму.
- Скорость Марса меньше скорости Земли.
- Солнце не является центром орбит.
Это значит, что в разных точках небесные тела будут удалены друг от друга на различные дистанции, т. е. удаленность Земли от Красной планеты не относится к постоянным величинам.
Метод параллакс для измерения расстояния до Марса
Важный способ вычисления космических расстояний — применение метода параллакса, который заключается в следующем:
- На Земле берется 2 точки (желательно, чтобы они находились как можно дальше друг от друга). Отрезок, который их соединяет, называется базисом.
- Звезда, планета или другое небесное тело, расстояние до которого вычисляют, является 3 точкой, образуя вершину абстрактного треугольника.
- Далее вычисляется значение угла с вершиной в 3 точке, т. е. противолежащего базису угла, который называется горизонтальным параллаксом.
- Затем при помощи тригонометрических формул делаются расчеты, позволяющие установить расстояние до астрономических объектов.
Впервые такой способ был применен в XVII в. Джованни Доменико Кассини.
Орбита Марса и удаленность в разных точках
Т. к. однозначно вычислить точную дистанцию между Землей и Марсом нельзя, то в астрономии принято говорить о максимальном, минимальном и среднем значении.
Наименьшая удаленность 2 планет Солнечной системы друг от друга равняется 54,55 млн км. Сближение происходит тогда, когда Земля находится в самой дальней точке от Солнца, а Марс — в самой ближней точке к этой звезде. Однако за последние 50000 лет наиболее близко (на 56 млн км) Марс подходил к Земле в 2003 г.
Средняя дистанция между 2 астрономическими объектами составляет 225 млн км. Такое число получается путем вычислений между наибольшей и наименьшей отдаленностью Земли и Марса.
Максимальная дистанция между Землей и Марсом образуется тогда, когда оба небесных тела расположены по разные стороны от Солнца (значение составляет 401,3 млн км).
Расстояние от Марса до Солнца
4-ой по удаленности планетой Солнечной системы является Марс. Расстояние от него до Солнца не относится к постоянным величинам. Из-за своей орбиты в форме эллипса небесное тело то приближается, то отдаляется от Солнца, поэтому и дистанция между 2 космическими объектами постоянно изменяется.
Например, максимальное расстояние, равное 249 млн км, наблюдается, когда Марс расположен в афелии, т. е. в самой дальней точке от звезды. Если Марс находится в перигелии, в ближайшей точке к Солнцу, то расстояние между космическими объектами равно 206 млн км.
Сколько лететь до Марса от Земли
Сейчас Красная планета изучается с различных точек зрения в качестве:
- возможного источника природных ресурсов и полезных ископаемых;
- территории для переселения с Земли;
- направления в туризме.
Для каждого пункта важно время полета человека до Марса. Продолжительность полета зависит от того, в каких точках находится каждая из планет. Наиболее коротким считается путь по прямой линии, когда небесные тела максимально приближены друг к другу: среднее время полета займет 39 суток и 5 часов.
Однако в реальности осуществить такой полет невозможно, т. к.:
- Марс и Земля постоянно движутся, перемещаясь по эллиптическим орбитам разного размера.
- Гравитационное притяжение Солнца оказывает влияние на небесные тела.
Поэтому ученые спроектировали 3 траектории полета до Красной планеты: параболическая, гомановская (эллиптическая) и гиперболическая.
Эллиптическая траектория считается простейшей траекторией, полет по которой требует минимальных топливных затрат. Такой маршрут впервые был предложен в 1925 г. Гомановская траектория имеет форму эллиптической орбиты, по которой летательный аппарат может переходить между 2 другими орбитами. Ориентировочное время в пути — 150-260 суток, в зависимости от начальной скорости летательного аппарата.
Для полета к Красной планете по параболической траектории начальная скорость космического корабля должна достигать 16,7 км/с, что равняется третьей космической скорости. В этом случае расчетное время полета составляет 70 суток. Маршрут строится по половинному отрезку параболы.
Гиперболическая траектория предполагает, что космический корабль сначала пролетит мимо Марса, а потом поменяет направление движения под влиянием гравитационного поля Красной планеты. Сложность выполнения такого маршрута заключается в том, что скорость летательного аппарата должна превышать 16,7 км/с.
В современных ракетах применяются химические двигатели, не способные развивать такие скорости. Для этого необходимы ионные двигатели, которые ученые активно разрабатывают. Общее время полета по гиперболической траектории варьируется от 1 до 1,5 месяцев.
Таким образом, выбор траектории полета на Марс зависит от нескольких факторов: тип двигателя космического корабля; необходимое (оптимальное) время полета; удаленность Марса от Земли.
За все время освоения космического пространства к Марсу было отправлено около 50 миссий автоматических зондов. Сейчас разрабатываются программы по пилотируемому полету на Красную планету.
Источник
Среднее скорость от солнца до марс
Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам планет.
1) Среднее расстояние от Солнца до Марса составляет 228 млн км.
2) Ускорение свободного падения на Венере составляет около 18,1 м/с2.
3) Вторая космическая скорость для тела на Уране составляет 21,3 км/с.
4) Объём Юпитера почти в 3 раза больше объёма Нептуна.
5) На Меркурии наблюдается смена времён года.
1) 1 а.е. составляет 150 млн км. Поэтому, среднее расстояние от Солнца до Марса, равно 1,52∙150 = 228 млн км.
2) Ускорение свободного падения на Венере можно найти из формулы первой космической скорости: 
. Получаем выражение для ускорения свободного падения:
3) Вторая космическая скорость связана с первой выражением:
км/с
4) Объем Юпитера равен 
, а объем Нептуна 
. Их отношение, дает:
5) Смена времён года зависит от угла наклона оси вращения планеты к плоскости её вращения вокруг Солнца. Если он близок к 0° или к 180° или к 90°, то смены времен года наблюдаться не будет. Меркурий имеет наклон оси вращения 0,6′ (почти 0°), то есть на нем не будет наблюдаться смена времен года.
Источник
Сколько свет летит до Марса от Земли и Солнца
Сведения о нашем ближайшем космическом окружении становятся общедоступны: рядовые пользователи могут, не выходя из дома, подсчитать расстояния до соседних планет и время пути к ним. Интересуясь вопросом об удалённости Марса от Солнца, стоит ознакомиться с основами измерения космических дистанций.
В чем измеряют расстояние до звезд и что такое световой год
Единицы расстояний в космосе особые, выведенные из международной системы измерения в отдельную графу.
А.е. – это мера расстояния в астрономии, показывающая дальность среднего расположения третьей планеты – Земли – от Солнца.
А.е.– единица измерения расстояний в астрономии, равная 149 597 870 км
Также можно назвать эту единицу радиусом орбиты нашей планеты.
АЕ — это расстояние между центрами, Земли и ее орбиты
В астрономических единицах можно измерять дистанции между объектами внутри одной звёздной системы, подобной Солнечной. Для масштабов Вселенной а.е. – очень малая единица. Поэтому между звёздами и галактиками расстояние выражается в световых годах.
В физике свет долгое время был эталоном самого быстрого явления в мире, но в космических, не объемлемых масштабах даже свет не перемещается мгновенно. По пути из одного уголка Вселенной к другому свет замедляется, рассеивается, меняет свой спектр, встречает материальные препятствия.
Световой год – это звёздное расстояние, которое успевает за один земной год преодолеть свет 9 460 730 472 580 800 м
Дистанция одного светового года равняется произведению скорости света на один земной год. Юлианский год нужно перед умножением перевести в секунды, так как скорость света тоже выражается в секундах.
Юлианский год (a) — единица измерения времени в астрономии равная 365,25 юлианским дням
Опираясь на астрономические единицы можно выполнят более сложные расчеты .
Световая скорость
То, что подразумевается под лучами видимого света, представляет собой поток не атомных частиц фотонов, название которых происходит от греческого термина «фотос» – «свет».
Для землянина один световой год – непреодолимо большое расстояние. Среднестатистический человек своими силами в условиях гравитации Земли может развивать скорость порядка 20 км/ч. Фотоны перемещаются в 60 миллионов раз быстрее и пролетают 300 тысяч километров каждую секунду. Это максимальная скорость, достигаемая видимым светом в вакууме.
Скорость света в вакууме равна 299 792 458 м/с
В сопротивлении воздушной или водной среды, например, в атмосфере или океанах Земли соответственно, свет теряет в скорости не более 25% и преодолевает 225 тыс. км в секунду.
Из этих данных следуют и все прочие расчёты, позволяющие оценить возможность перелётов по Солнечной системе и между звёздами. За одну минуту свет преодолевает 18 миллионов километров космического пространства.
Чем больше человек приблизится к техническому прогрессу, достигающему световую скорость, тем меньшее время нужно будет затрачивать на космические путешествия.
Сколько световых лет до Марса
Как преодолеть огромное расстояние и сколько лететь к Марсу нам давно известно на практических примерах.
Сколько лететь на красную планету астронавтам-землянам – это уравнение с переменным значением, потому что наша планета и Марс постоянно находятся в движении. Каждая планета устремлена по своей орбите вокруг Солнца. Планеты могут приближаться друг к другу или находиться по разные стороны звезды на предельном удалении.
Разумеется, наиболее экономичным для землян решением будет предпринять полёт к Марсу, когда планеты находятся на минимальной дистанции.
Расстояние, которое свет проходит за один год равно 9460,73 миллиардов километров. Минимальное возможное расстояние между Землей и Марсом равно 54,55 млн. км.
0.0000057 световых лет от Земли до Марса
Имея такие данных можно заключить, что минимальное расстояние между двумя планетами – равняется 181 световым секундам, или 3-м световым минутам. Иными словами, между Марсом и Землёй 0.00000570776255707763 световых лет.
Сколько свет летит до Марса
Несмотря на физическую недосягаемость, возможен точный расчёт того, сколько в среднем времени идет от Солнца до Марса звёздный свет.
Полёт до Марса от центральной звезды Солнечной системы может быть совершён фотоном – световой частицей – без учёта препятствий и помех за 12,01 минут. Расчёты получаются из постоянной скорости света в вакууме – 300 тыс. километров в секунду – и средней дистанцией красной планеты от звезды, равной 228 млн. км.
228 000 тыс. км / 300 тыс. км/с = 760 с = 12 минут 1 секунда – время, нужное на перелёт с Солнца на Марс или обратно со скоростью света. Дистанцию когда Марс находится в афелии свет пройдет за 13,01 минут, в перигелии за 11 минуты.
Сколько лететь по времени до Марса со скоростью света
Время гипотетического полёта до Марса просто вычислить на основе вышеизложенных знаний. Имеется точно подсчитанная траектория полёта, возможности и минимальное расстояние от Земли до Марса. Оно составляет свыше 54 млн. км, это 3 минуты для светового потока. Только если перемещаться со скоростью света, лететь до Марса придётся не сколько-то несчётных месяцев, а почти мгновения. Три минуты между Марсом и Землей со световой скоростью трудно сравнить с любым земным транспортом.
Красная планета будет в досягаемости, если человечество достигнет прогресса, позволяющего летать на световой скорости. С текущими темпами развития науки открытие новых футуристических видов транспорта – лишь вопрос времени.
Источник