Сколько лететь от Земли до Марса

В 2021 основатель компании SpaceX Илон Маск анонсировал строительство космического корабля Starship для полета на Марс, который он назвал «Heart of Gold». В планах миллиардера до 2035 года построить там колонию-поселение и уже даже объявлен набор добровольцев. С тех пор миллионы людей задаются вопросами «до Марса сколько лететь?» «как выжить на Марсе» и другими.

Как полететь из Земли на Марс

Первый с истории человечества межпланетный перелет на пилотируемом корабле должен был состояться в 2022 году, но правительство США посчитало готовность неполной и теперь озвучено приблизительной датой 2025 год.

Сложность перелета состоит в том, что два небесных тела — планета Марс и Земля постоянно в движении вокруг Солнца по собственной траектории и чтобы попасть на соседнее небесное тело, нужно провести очень сложные рассчеты маршрута пути, вычислить время старта и точный момент прибытия.

Навигаторы первого путешествия в космос должны учесть тысячи различных факторов, среди которых такие как: сколько километров до Марса, действие силы Кориолиса, влияющей на все небесные тела в движении, разница в гравитации на Земле и Красной планете. А также, когда наступит так называемое положение «оппозиции», то есть, момент максимального сближения двух планет. Такое состояние бывает редко — в среднем раз в 26 месяцев. Поэтому точной даты, когда в 2025 году полет состоится, пока нет — ученые еще производят рассчеты.

Зачем лететь на Марс

Ответ на этот вопрос дал лично Илон Маск — он считает, что колонизация соседней планеты станет прорывом для человечества не только в освоении космоса, но и сохранения нашей планеты от перенаселения и ее экологии.

Основными целями освоения Красной планеты называют:

• постройка стационарной базы для научных исследований самой планеты, ближнего и дальнего космоса;
• колонизация пояса астеродов и других планет Солнечной системы в будущем;
• добыча полезных и ценных ископаемых на Марсе и его спутниках;
• решение демографических проблем и спасения нашей цивилизации в случае глобальной катастрофы на Земле — проект уже получил название «Колыбель человечества».

На сегодня актуальной является только первая — основание постоянной колонии-поселения с учеными и жителями разных профессий.

Сколько существует нерешенных проблем перелета

Кроме огромного расстояния между планетами и вопроса, сколько лететь до Марса по времени, у перелета есть целый ряд проблем, которые пока не имеют конкретного решения, но над ними  уже работают.

• Очень высокая стоимость самого космического корабля и процесса доставки колонистов, всех нужных грузов.
• Защита людей и высокоточной аппаратуры от солнечной радиации — за то время, которое ракета будет лететь до Марса от Земли, полученная доза облучения теоретически будет смертельно опасной.
• Нерешенной проблемой также остается сложность посадки огромной загруженной ракеты на поверхность Красной планеты — как тормозить и обеспечить мягкую посадку.
• Как помочь поселенцами или эвакуировать их в случае возникновения нештатных ситуаций во время колонизации.

Сколько будет стоить путешествие

В одном интервью американскому телеканалу в феврале 2022 года Илон Маск озвучил предполагаемую сумму стоимости подготовки первого полета корабля Starship с 24 членами экипажа и поселенцами на борту — обойдется все не меньше, чем в триллион долларов. И это только по предварительным подсчетам. Напомним, что первый полет на орбиту Земли шатла компании SpaceX в 2021 году обошелся в 3 раза дороже, чем предполагалось заранее.

Не оставил без ответа основатель Tesla и стоимость билета для космических туристов — предположительно около 100 тысяч долларов. Причем, билет на первое будет только в одну сторону, без возможности вернуться, а остаться жить в колонии на Марсе.

На чем лететь и сколько добираться до Марса

На сегодня разрабатываются три проекта полетов на Красную планету:

1. Компании Илона Маска SpaceX, о которой мы уже упоминали выше.
2. Миссия Mars One частной некоммерческой компании Mars One Foundation, руководимой Басом Лансдорпом.
3. Российская программа «Проект Марс» пока находится на уровне концепции.

Если о проекте Илона Маска известно много, то миссия Mars One мало освещена в прессе, хотя ее реализация была запущена еще в 2011 году, а ее 4-й этап, то есть, непосредственно сам полет запланирован на 2026. В подготовке принимают участие аэрокосмические компании США, Великобритании, Канады и Италии.

В 2013 года был начат отбор добровольцев для переселения на Красную планету, будущие астронавты теперь проходят подготовку. Из 202 тыс. желающих у команду попали 660 человек.

В 2019 компания Mars One Foundation обанкротилась, но ее руководителю удалось найти инвесторов и продолжить реализацию проекта. В 2020 году была запущена демонстрационная миссия спутника на орбиту Марса, а в 2022 выведен второй спутник.

Далее планы такие:

• 2024 — запуск грузового корабля без экипажа с жилыми и рабочими блоками;
• 2025 — посадка корабля на Марс и с помощью марсохода постройка и активизация систем жизнеобеспечения;
• 2026 — выведение на орбиту Земли пилотируемого транзитного модуля с 4 членами экипажа, а также второго грузового корабля.
• 2027 — высадка первых колонистов, работа над расширением поселения.
• 2028 — запуск второго пилотируемого корабля с 4 австронавтами и грузового модуля.
• 2029 — посадка их на Марс.

Далее такие корабли будут запускаться каждые 2 года и к 2035 количество переселенцев достигнет 20 человек. Весь проект колонизации будет освещаться компанией Mars One Ventures AG, которая купила все права на телетрансляцию.

Все что нужно знать о полете на Марс

Запуск ракеты будет осуществляться практически в пустоту, с таким расчетом, чтобы космический корабль и планета встретились точно в нужном месте. Если этого не произойдет, у астронавтов возникнет много проблем — или догонять Марс, или ждать, пока он опять не появится в том месте. Обе проблемы настолько серьезны, что решение пока не найдено, в частности с количеством топлива на такие дополнительные перелеты.

Сколько лететь до Марса по времени в часах

Предположительное время полета зависит от типа летательного аппарата — используя космолет Starship, по мнению физика Крейга Паттена, потребуется 9 месяцев, или 274 дня, или 6570 часов. А самая быстрая современная ракета «Энергия» российского производства поможет добраться за 5 месяцев, 152 дня, 3 650 часов.

Прогнозы сколько лететь по времени

Но в предыдущих расчетах не указано, какое расстояние будет между планетами на момент старта. Предположительно, они будут максимально приближены. Но если навигаторы выберут другую отправную точку, то автоматически увеличится и время, за которое можно долететь на Красную планету.

Сколько километров лететь до Марса

Планеты вращаются вокруг Солнца по разным орбитам с разными временными временными периодами. Полный круг Земля делает за 365 суток, а Марс — за 687 земных суток.

Кстати, марсианские сутки носят название сол и длятся 24 часа 37 минут 22,7 секунды.

Расстояние между Землей и Марсом зависит от их взаимоположения:

• минимальное, когда наша планета пролетает между Марсом и Солнцем — 55,76 млн км;
• максимальное — 401 млн км — тогда Солнце располагается между планетами.

Где должен быть Марс во время запуска

Ученые определили точку нахождения Красной планеты, когда с орбиты Земли будет стартовать космический корабль. Вернее будет сказать так — когда он должен отправиться в полет, чтобы долететь на место на минимальной дистанции.

Для этого путем сложных рассчетов вычисляется так называемое стартовое окно, позволяющее быть в полете на Марс минимальное время с минимальными расходами топлива. Точные значения не опубликованы, но известно, что когда две планеты удалены между собой приблизительно на 160-162 млн км, то появляется несколько таких стартовых окон. Их продолжительность от 5 минут до 2-х часов в течение нескольких дней.

Орбитальная механика или сколько километров нужно преодолеть

Так как орбита обеих планет элиптическая, они то сближаются, то удаляются между собой. Оптимальное положение, когда Земля и Марс попадают в положение «оппозиции», случается всего два раза в год и тогда кораблю придется преодолеть расстояние в 55,76 млн км. Но не каждый момент сближения подходит для старта. Поэтому и начало полета можно спланировать только раз в 2 года 2 месяца. Тогда Земля опережает Красную планету по космической скорости и у корабля будет траектория с минимальными затратами энергии.

Сколько световых лет до Марса

В световых годах расстояние от Земли до Марса при максимальном сближении планет составляет 0.00000570776255707763 световых лет, 3 св. минуты или 181 св. секунд. При самом большом удалении значение будет 0,0000457 световых лет.

Почему лететь так долго

Дело в том, что корабль летит не по прямой линии, а по рассчитанной траектории, которая зависит от многих факторов:

• расположение планет и Солнца (они своим притяжением оказывают влияние), скорость их движения;
• размер, вес корабля и груза;
• скорость, которую он может развить;
• количество топлива.

Большинство полетов с экипажами рассчитываются по гиперболическим траекториям, что минимизирует дозу сонечной радиации, но увеличивает время в полете на Марс.

Как добраться до Марса с наименьшим количеством топлива

Количество топлива рассчитывается с учетом веса корабля (около 500 тонн) и траектории. Современной ракетной смеси нужно несколько сотен тонн, причем, большая часть уйдет на вывод космолета на орбиту Земли, а потом на посадку уже на Марс. В межпланетном пространстве «помогать» движению будут многие факторы, например, «эффект солнечной рогатки», конструкция «солнечный буксир» и ряд других.

Но с учетом того, что оптимальная траектория не самая короткая, количество необходимого топлива увеличивается в 4-4,5 раз, поэтому сейчас ускоренно разрабатываются принципиально новые типы двигателей:

• на ядерном топливе;
• магнитно-плазматический;
• на антиматерии.

Как быстрее долететь: возможные маршруты

Разработка траектории — мега-сложная задача и что важно, она уникальная для каждого стартового окна. Есть несколько выбранных вариантов.

Эллиптическая траектория

Второе название — Гомановская, она позволяет добраться с минимальным расходом топлива, но время в пути увеличивается. После разгона с земной орбиты корабль по инерции будет лететь по элипсу до пересечения с орбитой Красной планеты. Но от этого пути оказались, так как космолет и экипаж получат максимальные дозы радиации из-за близости Солнца.

Параболическая траектория

Время перелета существенно сокращается — до 80-90 суток, но значительно увеличивается расход топлива — его понадобится почти в 5 раз больше. От этой идеи тоже отказались.

Гиперболическая траектория

Оптимальный по всем параметрам путь — ракета долетает за 78 суток, но ей нужно дать мощный старт. Теперешние двигатели больших кораблей пока неспособны развить скорость более 16,7 км/с.

Основные опасности путешествия на Марс

Мы уже упоминали, какие сложности ждут в полете. Но есть и другие проблемы. Люди должны решить, как преодолевать многочисленные опасности уже после посадки, а их на Марсе немало:

• высокий уровень местной радиации;
• опасность падения метеоритов и других космических тел;
• отличное от земного магнитное поле;
• пониженное атмосферное давление;
• постоянные пылевые бури, сильные ветры;
• наличие в воздухе мелких частиц гипса и перхлоратов, опасных для людей и техники;
• низкий уровень таких элементов как кислород и азот, что опасно для здоровья;
• пониженная сила тяжести (гравитация составляет 3,721 м/с², тогда как на Земле  9,807 м/с²);
• строительство укрытий, добыча воды, синтез кислорода, производство топлива, организация связи, решение других обязательных задач;
• однообразное неполноценное питания на первых порах;
• решение психологических проблем.

Радиация

Облучение — главная опасность для здоровья не только во время перелета, но и на самой Красной планете. Радиация повреждает не только ДНК человека, но также нарушает работу клеток из-за образования активного кислорода, вызывая целый ряд заболеваний — от слепоты до иммунодефицита и инфарктов. Без специальной защиты астронавты просто умрут от острой лучевой болезни.

Изоляция и заключение

Оправившись в полет с момента взлета экипаж попадает в полную изоляцию в закрытом пространстве, без какой-либо возможности выбраться оттуда. Долгое время перелета вызовет ряд психлогических проблем, возможны конфликты среди людей. У космонавтов на орбите происходит ряд неблагоприятных изменений — нарушение сна, сбивается суточный цикл, возникают когнитивные и поведенческие расстройства.

А потом, даже при успешной посадке на Марс, колонисты опять попадают в заключение — уже в жилых и рабочих блоках. Выход на поверхность — необходимость надевать скафандр, что тоже своего рода изоляция.

Расстояние от Земли

Понимание того, что родная планета и дом где-то очень далеко и нет возможности туда вернуться — это серьезный удар по психике. И хотя для колонизации Марса людей тщательно подбирают и они хорошо знают, на что идут, рано или поздно сожаление наступит обязательно, что в совокупности с другими неблагоприятными факторами усложнит жизнь поселенцев.

Гравитационные поля

Марсианская гравитация почти в 2,2 раза ниже, чем на Земле — всего 38%, что создаст для людей и техники определенные проблемы. Адаптация может занять довольно длительный период. Долгосрочное влияние низкой силы тяжести снижает вес и качество костной системы, как и невесомость. Кроме того, на Красной планете ученые обнаружили регулярные гравитационные волны или приливы, в сотни раз сильнее, чем на Земле. Такие перепады негативно сказываются на процессах жизнедеятельности.

Враждебная среда и ограниченные пространства

Условия на Марсе, по сути, непригодны для жизни человека. Очень тонкая атмосфера (в 100 раз тоньше земной) состоит из 95,3 % углекислого газа, 2,7 % азота, 1,6 % аргона, а кислорода всего 0,13 %. Влажность очень низкая, никогда не превышает 0,2%. Кроме того, в атмосфере очень много микроскопической пыли из агрессивных веществ. Поэтому стоит задача производства кислорода для дыхания и тщательной фильтрации воздуха, в том числе и для техники, которая будет забиваться и ломаться.

Подходящих для освоения территорий не так уж много. Чем дальше от экватора, тем больше перепады ночных и дневных температур. Сегодня называют только два места на планете, которые годятся для постройки колонии — это впадина Эллада и долина Маринера.

Заключение

Полеты на Красную планету — следующий шаг в изучении космоса. Других вариантов нет, Марс — самая доступная планета для освоения человечеством. Хотя Венера и ближе, но она меньше изучена, а условия на ней намного суровее.