Как попасть на марс: Дорога к Марсу: как набирают в марсианские колонисты

Дорога к Марсу: как набирают в марсианские колонисты

• Ричард Холлингэм
• BBC Future

27 января 2015

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Готовы ли вы бросить всё ради этой мертвой планеты?

Какими качествами необходимо обладать для полета на Марс? Корреспондент
BBC Future побеседовал с человеком, подбирающим астронавтов для экспедиции к Красной планете, которую планируется финансировать из частных источников.

Вы готовы отправиться в полный опасностей путь к далекому мертвому миру, навсегда оставив семью и друзей, и в конце концов умереть за 225 млн км от планеты, которую когда-то называли своим домом?

«Подходящий кандидат должен хотеть такой судьбы всем сердцем, — говорит Норберт Крафт, медицинский директор программы Mars One. — Марсианский колонист должен считать свое дело призванием, как военный репортер».

Вряд ли астронавтам угрожает опасность попасть под обстрел на Марсе — ну разве что Герберт Уэллс был прав по поводу существования марсиан, или что-то разладится в отношениях экипажа и люди начнут стрелять друг в друга.

Несмотря на, казалось бы, сомнительную привлекательность идеи навсегда покинуть Землю, более 200 тысяч человек со всего света уже подали заявки на участие в экспедиции, цель которой — основать на Марсе постоянно действующую колонию.

Некоммерческая организация, занимающаяся проектом, планирует собрать необходимую сумму денег, построить межпланетные корабли и отправить первых колонистов к Красной планете в течение ближайших 10 лет. Крафта же назначили ответственным за подбор первой партии потенциальных марсианских поселенцев.

Это, несомненно, удачный выбор. Получив медицинское образование в Австрии и отслужив медиком в австрийской армии, Крафт в течение 20 лет сотрудничал с американским, российским и японским космическими агентствами, изучая различные аспекты приспособляемости астронавтов к длительным полетам.

«Нынешняя работа дает мне замечательную возможность применить на практике весь мой накопленный опыт», — говорит он. Так каким же образом из 200 тысяч кандидатов будут отобраны первые космические колонисты?

«Я собираюсь провести их через множество испытаний, — говорит Крафт. — Надеюсь, когда они доберутся до Марса, то скажут: да это просто рай по сравнению с тем, через что нас заставил пройти Норберт!»

Этап 1. Физическая форма

Первый этап 10-летней программы подготовки астронавтов Mars One заключается в отборе по критериям здоровья. Отсеивают всех кандидатов, чья физическая форма не позволит им перенести перелет, включая хронических диабетиков, сердечников и астматиков.

«Мы очень строго подходим к отбору первых поселенцев, — говорит Крафт. — Позднее, когда на Марсе будет, скажем, 600 колонистов, и объем доступного им медицинского обслуживания увеличится, мы снизим планку».

Автор фото, Mars One

Подпись к фото,

Так может выглядеть колония на Марсе

Предъявляемые медицинские критерии схожи с теми, которые применяются космическими агентствами. От каждого из кандидатов при подаче заявки требовалось предоставить справку о состоянии здоровья за подписью квалифицированного врача.

По словам Крафта, результаты первого этапа оказались очень поучительными: «Некоторые из потенциальных участников узнали, что больны раком или нуждаются в операции по другим медицинским показаниям». Максимальный возраст кандидатов не ограничивается. Возможно, предсказуемо, наибольшее количество отсеянных пришлось на возрастную категорию от 30 до 50 лет.

Этап 2. Знания

Следующий этап заключается в относительно традиционном собеседовании с каждым из оставшихся кандидатов.

Пока до этой стадии дошли 660 человек, и в декабре прошлого года Крафт начал проводить с ними собеседования по видеосвязи через интернет.

Хотя при подаче заявки от кандидатов не требовали наличия университетского образования или даже каких-то конкретных навыков, подразумевается, что они должны обладать знаниями о Марсе и о планируемой экспедиции, а также отдавать себе отчет в том, на что идут.

Автор фото, Mars One

Подпись к фото,

Будущие колонисты должны будут уметь все — от выращивания овощей до починки туалета

«На этом этапе мы отсеиваем всех, кто не может связно объяснить, зачем они собираются лететь на Марс, почему они участвуют в программе, что вообще происходит», — говорит Крафт.

Доктор также надеется получить предварительное представление о том, насколько успешно тот или иной кандидат вольется в коллектив и каковы причины его желания полететь на Марс: «Я хочу услышать от них, почему, по их мнению, они станут незаменимыми членами экипажа и благополучно перенесут перелет».

Нет сомнений, что по результатам собеседований еще какому-то количеству кандидатов придется распрощаться с мечтой о Марсе. Однако основной объем отсева придется на оставшиеся два этапа.

Этап 3. Испытания в группе

Героям-одиночкам с раздутым эго в межпланетной экспедиции не место — для успешного полета к Марсу требуются люди, способные спокойно и надежно работать вместе, порой в условиях, опасных для жизни — без выяснения отношений друг с другом и не полагаясь на помощь Земли.

«Задержка связи [между Землей и Марсом в обе стороны при максимальном удалении планет друг от друга] будет составлять 40 минут, и экипажу зачастую придется действовать самостоятельно, не дожидаясь подсказок от центра управления», — говорит Крафт.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Участники эксперимента Марс-500. Получился ли идеальный экипаж?

Для того, чтобы начать формирование экипажей, кандидатов подвергнут групповым испытаниям. Скорее всего, тренировки будут проходить в Нидерландах, где находится штаб-квартира Mars One. Экипажи будут создаваться по смешанному принципу из разнополых астронавтов с разными психотипами и навыками.

«Мой подход основан на концепции идеального экипажа, — говорит Крафт. — Можно быть распрекрасным астронавтом, совершенно неприспособленным к работе в команде. Такие кандидаты в нашем случае абсолютно не пригодны».

Этап 4. Изоляция

На протяжении нашей получасовой беседы у Крафта постоянно проскальзывает слово «изоляция». Одна из областей его специализации — эксперименты, в ходе которых будущих астронавтов запирают на несколько недель в симуляторах космических кораблей, чтобы посмотреть, насколько они способны эффективно функционировать в замкнутом пространстве.

При разговоре с Крафтом может даже сложиться впечатление, что ему особенно по душе именно этот этап отбора.

Кандидаты будут помещены в симулятор марсианской базы для изучения их способности к сосуществованию в замкнутой среде — ведь именно этим им и предстоит заниматься, если дело дойдет до реальной экспедиции.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Во время эксперимента Марс-500: связь может и потеряться. Надолго.

До сих пор самым продолжительным подобным экспериментом был международный проект «Марс-500» — добровольцы провели 520 дней в симуляторе космического корабля в Подмосковье, имитируя полет к Марсу и возвращение на Землю.

«Эффект от пребывания в изоляционной камере весьма любопытен, — говорит Крафт, даже не пытаясь скрыть энтузиазм в голосе. — В таких экспериментах проявляются истинные черты характера человека».

Он продолжает: «Вспоминается один из похожих экспериментов, которые мы проводили в России. Участники всерьез хотели полететь в космос, но эксперимент они полностью провалили. В условиях изоляции попытки смухлевать просто не работают».

Кандидатов, успешно прошедших и этот этап, ожидают 10 лет интенсивной подготовки. Они будут приобретать знания, умения и навыки, необходимые для изолированной жизни на Марсе — от умения управлять космическим кораблем до способности починить сломавшийся туалет.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

В таких экспериментах проявляется истинный характер человека, говорят исследователи

Даже если проект Mars One не увенчается основанием марсианской колонии, данные, полученные в процессе отбора, пригодятся космическим агентствам при планировании длительных пилотируемых экспедиций.

Впрочем, если компании удастся найти деньги для разработки, постройки и испытаний космического корабля, нет гарантии, что для экспедиции будет отобран кто-то из нынешней группы кандидатов.

«После 10 лет тренировок и обучения кандидаты должны продемонстрировать готовность к полету, — говорит Крафт. — Я говорю им, что они смогут считать себя членами экипажа лишь тогда, когда уже будут сидеть в ракете на старте — и ни минутой раньше. Астронавтами они у нас станут только в том случае, если действительно полетят к Марсу».

Прочитать
оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте
BBC Future.

Самый простой способ попасть на Марс

Голубые закаты, гигантские каньоны и марсианские вулканы — очень скоро туристы смогут исследовать Красную планету, не покидая своей любимой комнаты. Представьте, что на Марсе сейчас полдень. Алое небо ясное, а температура порядка нуля градусов — идеальные условия, чтобы провести там сутки. Один за другим экскурсанты покидают автобус и погружают ноги в пыль. Пустынный скалистый пейзаж простирается насколько видят глаза. Наверху можно различить слабые очертания самой большой из лун планеты, Фобоса. Все делают селфи.

Это реально уже сегодня

Никаких скафандров, гидов или людей в поле зрения нет. Это партия роботов-аватаров — и сегодня они собираются взойти на гору Олимп, самый большой вулкан в Солнечной системе.

Где-то за 54,6 миллиона километров от Земли настоящие туристы наслаждаются межпланетным путешествием прямо у себя дома. На них надеты костюмы, позволяющие мгновенно передавать движения тела к аватару в режиме реального времени. Туристы видят, слышат и чувствуют все, что и их аватары, от контуров камней под ногами до веса камер в собственных руках.

Содержание

• 1 Почему опасно лететь на Марс?
• 2 Роботы-аватары для Марса
• 3 Робот для путешествий по Марсу
• 4 Почему мы пока не готовы к полету на Марс

Почему опасно лететь на Марс?

Если вам кажется это странным, подумайте еще раз. Веками мы мечтали прогуляться по Красной планете. Но учитывая 20 месяцев полета, среднюю температуру в -55 градусов и ценник в 10 миллиардов долларов за билет, в настоящее время едва ли это самая горячая путевка среди туроператоров.

И это если отбросить риск самого запуска — шансы на взрыв примерно 1 к 100 — или вероятность столкновения на скорости 19 200 км/ч. И даже если вам удастся обойти эти препятствия, вы будете вознаграждены щедрой порцией космического излучения, эквивалентной 10 000 КТ-сканированиям и гравитацией, которая постепенно превратит ваши кости в списки (62% земной). Наконец, есть еще одно: первое путешествие на Марс состоится не раньше 2024 года.

Теперь вернемся к роботам-аватарам, бесстрашным исследователям, которые смело пойдут туда, куда не смогут люди. Совместив сложные датчики с новейшими технологиями виртуальной реальности, мы сможем нарисовать трехмерную картину мира вокруг роботов и погрузиться в этот самый мир. Картинка будет такой же яркой, как если бы вы любовались Марсом через стекло скафандра. Такая технология уже существует.

Роботы-аватары для Марса

Во-первых, на Марсе уже есть роботы-аватары. «Мы уже это сделали», говорит Джон Каллас из Лаборатории реактивного движения NASA. Марсоход «Оппортьюнити» — братишка «Спирита», который оборвал связь в 2012 году, — обеспечивает трехмерную перспективу марсианской поверхности с самого момента высадки в 2006 году.

Человек в космосе может измениться сильнее, чем мы думаем.

Инновации, которые позволили осуществиться этому виртуальному присутствию, до ужаса просты. У марсохода есть «стереоскопическое зрение» — этим хитроумным термином обозначают зрение с помощью двух глаз, направленных в одном направлении, как у человека. Сопоставляя крошечные различия между двумя полями зрения, марсоход может рассчитывать глубину, размер объекта и расстояние до него.

«Вы можете стоять в пустой комнате, и вам будет казаться, что вы смотрите на Марс и ходите по нему», говорит Каллас.

Еще в 2012 году группа ученых Стэнфордского университета вооружилась этим подходом, чтобы сделать несколько гигантских скачков в условиях низкой гравитации. Под руководством Усамы Хатиба группа искала способ исследовать другую недружелюбную среду: подводную. В Красном море великое разнообразие коралловых рифов; больше тысячи видов рыб живут вместе с редкими дюгонями, морскими черепахами и акулами.

Но оно под угрозой. В 1989 году в египетском городе Хургада, который находится всего в 40 километрах от рифа, было всего 565 номеров в отелях; в 2006 году их стало больше 48 000. Число туристов выросло больше чем в 84 раза меньше чем за два года. Необходимо изучить жизнь в Красном море — и попытаться ее защитить — пока не станет слишком поздно.

И в этом состоит вторая проблема. Дайвинг отнимает много времени, опасен и обычно ограничивается малыми глубинами; роботизированные подводные аппараты, как известно, неуклюжи. Ученым нужны были способности людей-водолазов без слабых сторон простых смертных.

Робот для путешествий по Марсу

Вместе с коллегами из Стэнфордского университета, Хатиб разработал Ocean One, робота-гуманоида, непохожего на других. Этот шедевр инженерного искусства, помесь C-3PO и манекена для краш-теста, получил тактильные способности, которым мог бы позавидовать и человек.

Каждая его рука оснащена датчиками силы, которые ретранслируют информацию обратно к контроллеру в режиме реального времени, позволяя ему чувствовать то, что чувствует аватар, и контролировать его движения. В результате получился робот со сверхчеловеческой стойкостью и человеческой силой ума. Ученые смогли погрузиться под воду и даже галстуков не намочить.

Робот Ocean One

На данный момент Ocean One управляется с помощью джойстиков. Но другие разработали роботов, которые больше похожи на технологически продвинутых марионеток, когда робот зеркально повторяет действия контроллера. Когда человек перемещает руку влево, аватар вторит ему в унисон. Все, что нужно, это надеть набитый датчиками костюм.

В начале этого года Хатиб использовал своего робота, чтобы достать хрупкую стеклянную вазу из затонувшего La Lune. Флагман Людовика XIV затонул у берегов Тулона в 1664 году.

Чтобы понять, чем интересна эта технология, сначала нужно понять ограничения обычного автономного робота.

Хотя они могут обрабатывать базы данных, на осмысление которых обычному человеку ушли бы тысячи лет, за миллисекунды, они неспособны выполнять наши простые рутинные задачи — вроде передвижения по комнате, не тыкаясь в каждую стену. В этом плане роботы совсем дурачки.

Если вы когда-нибудь видели, как робот передвигается в незнакомой среде, вы должны были заметить, что они тратят поразительно много времени на неподвижное стояние. В это время они занимаются «планированием движений» — пытаются рассчитать наиболее эффективный путь между двумя объектами, например, камнями. У этих задач есть очень неприятные математические свойства, говорит Йонас Бухли, специалист в области гибкой робототехники из Швейцарского федерального технологического института.

Далее идет проблема захвата. Удивительно трудно разработать робота, который сможет прилагать нужное количество силы и не перестараться, поскольку для понимания того, как силы действуют на разные материалы и объекты, нужен опыт.

Если поручить автономному роботы достать вазу из древнего затонувшего судна, он, скорее всего, раздавит ее в щепки (или разобьет) и доставит вам мусор. «Человек, удаленно управляющий манипулятором, сможет выполнить больше задач, чем может в настоящее время чисто автономный робот», говорит Пратт.

Даже роботам с искусственным интеллектом все еще требуется поводырь в лице человека. Взять, к примеру, самоуправляемые автомобили. По состоянию на август этого года автомобили Google проехали больше 600 000 км. Пятнадцать раз объехали планету. Очевидно, если машина может ехать самостоятельно, мы могли бы использовать подобную технологию для навигации на Марсе?

Но на деле автомобили не прокладывают новые пути — они уже проехали по одним и тем же дорогам несколько раз, только под управлением людей. В ситуациях, в которых они еще не бывали, роботам не хватает жизненного опыта, чтобы принять хорошее решение и избежать столкновения. Если отправить астронавта на другую планету, вместе с ним полетит 40 лет жизненного опыта. Он собрал кучу информацию о том, как работает этот мир.

Почему мы пока не готовы к полету на Марс

Взять, к примеру, трещины на поверхности Марса. Люди сразу же их увидят и перепрыгнут, а вот роботам придется сложнее. Если освещение будет неподходящим — темнее или светлее, чем то, к которому был приучен робот, — об этом можно забыть.

Хотели бы вы жить на Марсе? Пишите в комментариях

Аватары позволяют решить некоторые из этих проблем, поскольку люди прекрасно решают сложные задачи и могут обучаться. Команда Хатиба в настоящее время экспериментирует с возможностью запуска управляемых силой мысли аватаров. В 2012 году человек смог управлять роботом, просто передавая мысленные сигналы через фМРТ.

Хатиб надеется, что однажды его роботы будут ходить по другим планетам; NASA уже разрабатывает собственных гуманоидных аватаров, надеясь применить их к исследованию Марса. В идеале они должны быть достаточно хороши, чтобы люди могли не отправляться на Красную планету самостоятельно и выполнять все работы силами роботов, говорит Джерри Пратт, эксперт в области робототехники.

Впереди долгий путь. Законы физики существенно усложняют межпланетный виртуальный туризм. На данный момент NASA взаимодействует со своим марсоходом на Марсе с помощью радиоволн, которые движутся на скорости 300 000 км/с. Это достаточно быстро, но Марс очень и очень далек. Задержка в передаче сигнала составляет 15 минут.

Это огромная проблема. «Оппортьюнити» проехал по поверхности Марса 43 километра. Но на это ушло 12 лет. Поскольку он ожидал инструкций с Земли перед каждым движением, в день удавалось проехать не больше 100 метров.

Впрочем, Пратт настроен оптимистично. Он думает, что мы можем построить колонию марсоходов и роботов на Красной планете, а люди будут управлять ими на поверхности Марса, на орбите или на одном из спутников планеты.

Кто знает, возможно, в один прекрасный день первые колонисты Марса отправят аватаров на Землю для осмотра местных достопримечательностей.

Поездка на Марс — NASA Mars

Перейти к основному содержанию

• Хронология миссии
  > Круиз

На этом изображении показана концептуальная анимация художника круизной ступени Perseverance, направляющейся к Марсу.

ПРОБЕГ

Загрузка…
Загрузка…
миль /
км

ОСТАЛОСЬ РАССТОЯНИЯ

Загрузка…
Загрузка…
миль /
км

ЗАВЕРШЕНИЕ ПОЕЗДКИ

100%

Фаза полета начинается после отделения космического корабля от ракеты, вскоре после старта. Космический корабль покидает Землю со скоростью около 24 600 миль в час (около 39600 км/ч). Поездка на Марс займет около семи месяцев и около 300 миллионов миль (480 миллионов километров). Во время этого путешествия у инженеров есть несколько возможностей скорректировать траекторию полета космического корабля, чтобы убедиться, что его скорость и направление лучше всего подходят для прибытия в кратер Джезеро на Марсе. Первая корректировка траектории полета космического корабля происходит примерно через 15 дней после запуска.

Отслеживание полета космического корабля

Взгляд на настойчивость : взгляните вживую на космический корабль Mars 2020 в полете с помощью этой интерактивной визуализации, основанной на реальных данных. Посмотреть полный опыт ›

Путешествие на Марс

Инженеры на Земле внимательно следят за ходом миссии во время полета. Основные виды деятельности включают в себя:

• Проверка исправности и технического обслуживания космического корабля
• Мониторинг и калибровка космического корабля и его бортовых подсистем и приборов
• Выполнение разворотов с коррекцией ориентации (небольшие вращения, чтобы антенна была направлена ​​на Землю для связи, а солнечные панели были направлены на Солнце для питания)
• Проведение навигационных мероприятий, таких как маневры по коррекции траектории, для определения и корректировки траектории полета и подготовки штурманов перед входом в атмосферу. Последние три корректирующих маневра запланированы во время захода на посадку.
• Подготовка к входу, снижению и посадке (EDL) и наземным операциям, процесс, который включает проверку средств связи, включая средства связи, которые будут использоваться во время EDL.

Время запуска миссии запланировано, когда Земля и Марс находятся в удобном положении относительно друг друга для посадки на Марс. То есть в это время для путешествия на Марс требуется меньше энергии, чем в другое время, когда Земля и Марс находятся в разных положениях на своих орбитах. Поскольку Земля и Марс вращаются вокруг Солнца с разной скоростью и на разных расстояниях примерно раз в 26 месяцев, они выстраиваются таким образом, чтобы полет на Марс был наиболее энергоэффективным.

Маршрут Perseverance к Марсу

Иллюстрация маршрута, по которому космический корабль Mars 2020/Perseverance доберется до Марса.

Маршрут Perseverance к Марсу : Иллюстрация маршрута, по которому космический корабль Mars 2020/Perseverance доберется до Марса. Полное изображение и подпись ›

Точная настройка траектории полета на Марс

Во время полета у инженеров есть пять возможностей (плюс один резервный маневр и один маневр на случай непредвиденных обстоятельств) для корректировки траектории полета. Во время этих маневров по коррекции траектории инженеры рассчитывают местоположение космического корабля и дают команду восьми двигателям на маршевой ступени запускаться в течение определенного периода времени, необходимого для корректировки траектории.

Маневры очень важны, потому что годы тщательного планирования привели к выбору кратера Джезеро в качестве места посадки на Марсе, а точная настройка траектории полета гарантирует, что космический корабль войдет в атмосферу Марса в нужном месте для посадки внутри Джезеро. кратер.

Последние 45 дней до приземления составляют этап захода на посадку. Этот этап в основном включает в себя навигационные действия и подготовку космического корабля к входу, спуску и посадке. При необходимости могут быть выполнены последние три маневра коррекции траектории.

Сколько времени нужно, чтобы добраться до Марса?

Сколько времени нужно, чтобы добраться до Марса? Время в пути до Красной планеты зависит от нескольких факторов, включая положение планет и доступные технологии.
(Изображение предоставлено: dottedhippo через Getty Images)

Если бы вы хотели отправиться на Марс, сколько времени это заняло бы? Ответ зависит от нескольких факторов, начиная от положения планет и заканчивая технологией, которая доставит вас туда.

По данным НАСА , полет в один конец на Марс займет около девяти месяцев. Если вы хотите совершить путешествие туда и обратно, в целом это займет около 21 месяца, так как вам нужно будет подождать около трех месяцев на Марсе, чтобы убедиться, что Земля и Марс находятся в подходящем месте для возвращения домой.

Мы оценим, сколько времени займет путешествие на Красную планету с использованием доступных технологий, и изучим некоторые факторы, влияющие на время вашего путешествия.

Как далеко Марс?

Чтобы определить, сколько времени потребуется, чтобы достичь Марса, мы должны сначала узнать расстояние между двумя планетами.

Марс — четвертая планета от Солнца и вторая по близости к Земле (ближайшая — Венера). Но расстояние между Землей и Марсом постоянно меняется, когда они движутся вокруг Солнца.

Теоретически, максимально близкое сближение Земли и Марса будет тогда, когда Марс находится в ближайшей к Солнцу точке (перигелий), а Земля — в самой дальней (афелий). Это поставило бы планеты на расстояние всего 33,9 миллиона миль (54,6 миллиона километров) друг от друга. Тем не менее, это никогда не случалось в письменной истории. Ближайшее зарегистрированное сближение двух планет произошло в 2003 году, когда они находились на расстоянии всего 34,8 миллиона миль (56 миллионов километров) друг от друга.

Две планеты находятся дальше всего друг от друга, когда обе находятся максимально далеко от Солнца, на противоположных сторонах звезды. На данный момент они могут находиться на расстоянии 250 миллионов миль (401 миллион км) друг от друга.

Среднее расстояние между Землей и Марсом составляет 140 миллионов миль (225 миллионов километров).

Связанный: Какая температура на Марсе?

Сколько времени потребуется, чтобы добраться до Марса со скоростью света?

Среднее расстояние между Землей и Марсом, двумя планетами, составляет 140 миллионов миль (225 миллионов километров). Расстояние между двумя планетами влияет на то, сколько времени потребуется, чтобы путешествовать между ними. (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)

(открывается в новой вкладке)

Скорость света составляет приблизительно 186 282 мили в секунду (299 792 км в секунду). Следовательно, свету, сияющему с поверхности Марса, потребуется следующее время, чтобы достичь Земли (или наоборот):

• Максимально возможное сближение: 182 секунды или 3,03 минуты
• Максимально зарегистрированное сближение: 187 секунд или 3,11 минут
• Самое дальнее сближение: 1342 секунды или 22,4 минуты
• В среднем: 751 секунда или чуть более 12,5 минут

Самый быстрый космический корабль на сегодняшний день

Самый быстрый космический корабль — это солнечный зонд NASA Parker, который продолжает бить собственные рекорды скорости, приближаясь к Солнцу. 21 ноября 2021 года солнечный зонд Parker достиг максимальной скорости в 101 милю (163 километра) в секунду во время своего 10-го близкого пролета нашей звезды, что означает невероятную скорость 364 621 миль в час (586 000 километров в час). Согласно заявлению НАСА , когда в декабре 2024 года солнечный зонд Parker приблизится к поверхности Солнца на расстояние 6,2 миллиона километров, скорость космического корабля превысит 430 000 миль в час!

Зонд НАСА Parker Solar Probe в настоящее время является самым быстрым космическим кораблем из когда-либо запущенных. (Изображение предоставлено: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)

Если солнечному зонду Parker удастся достичь скоростей, достигнутых во время его 10-го близкого пролета Солнца, и он отклонится от своего сфокусированного на Солнце Чтобы добраться до Марса по прямой линии от Земли до Красной планеты, потребуется:

• Максимально возможное сближение: 93 часа
• Максимальное зафиксированное сближение: 95 часов
• Максимальное расстояние: 686 часов (28,5 суток)
• В среднем: 384 часа (16 дней)

предыдущие расчеты заключаются в том, что они измеряют расстояние между двумя планетами по прямой линии.

Путешествие через самое дальнее прохождение Земли и Марса будет включать в себя путешествие прямо через Солнце, в то время как космический корабль должен обязательно двигаться по орбите вокруг звезды Солнечной системы.

Хотя это не проблема для самого близкого сближения, когда планеты находятся на одной стороне от солнца, возникает другая проблема. Цифры также предполагают, что две планеты остаются на постоянном расстоянии; то есть, когда зонд запускается с Земли, когда две планеты находятся на максимальном сближении, Марс останется на том же расстоянии в течение 39 дней, которые потребовались зонду для путешествия.

Связанный: Краткая история миссий на Марс

В действительности, однако, планеты постоянно движутся по своим орбитам вокруг Солнца. Инженеры должны рассчитать идеальные орбиты для отправки космического корабля с Земли на Марс. Их количество влияет не только на расстояние, но и на эффективность использования топлива. Подобно броску дротика в движущуюся цель, они должны рассчитать, где будет планета, когда прибудет космический корабль, а не где она будет, когда он покинет Землю. Космические корабли также должны замедляться, чтобы выйти на орбиту вокруг новой планеты, чтобы не пролететь мимо нее.

Время, необходимое для достижения Марса, зависит от того, где на своих орбитах находятся две планеты в момент запуска миссии. Это также зависит от технологических разработок двигательных установок.

Согласно веб-сайту Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, идеальный состав для запуска на Марс должен доставить вас на планету примерно за девять месяцев. Веб-сайт цитирует профессора физики Крейга С. Паттена из Калифорнийского университета в Сан-Диего:

«Земле требуется один год, чтобы совершить оборот вокруг Солнца, а Марсу — около 1,9 года.лет (скажем, 2 года для простоты расчета) на орбиту вокруг Солнца. Эллиптическая орбита, которая переносит вас с Земли на Марс, длиннее орбиты Земли, но короче орбиты Марса. Соответственно, мы можем оценить время, необходимое для завершения этой орбиты, усредняя длины орбиты Земли и орбиты Марса. Следовательно, для завершения эллиптической орбиты потребуется около полутора лет.

«За девять месяцев, которые требуются, чтобы добраться до Марса, Марс проходит значительное расстояние по своей орбите, примерно три восьмых пути вокруг Солнца. Вы должны спланировать, чтобы к тому времени, когда вы достигнете расстояния, орбиты Марса, Марс находится там, где вам нужно! Практически это означает, что вы можете начать свое путешествие только тогда, когда Земля и Марс будут правильно выстроены. Это происходит только каждые 26 месяцев. То есть есть только одно окно запуска каждые 26 месяцев».

Поездка может быть сокращена за счет сжигания большего количества топлива — процесс, который не идеален при современных технологиях, — сказал Паттен.

Развивающиеся технологии могут помочь сократить время полета. Система космического запуска НАСА (SLS) станет новой рабочей лошадкой для доставки предстоящих миссий и, возможно, людей на красную планету. SLS в настоящее время строится и испытывается, и теперь НАСА планирует запустить в марте или апреле 2022 года свой полет Artemis 1, первый полет своей ракеты SLS.

Роботизированный космический корабль однажды сможет совершить путешествие всего за три дня. Фотонная тяга будет опираться на мощный лазер, разгоняющий космический корабль до скоростей, приближающихся к скорости света. Филип Любин, профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, и его команда работают над двигателем направленной энергии для межзвездных исследований (DEEP-IN). Этот метод мог привести в движение 220-фунтовый. По его словам, роботизированный космический корабль весом 100 кг долетит до Марса всего за три дня.

«Недавние достижения превратили научную фантастику в научную реальность», — сказал Любин на осеннем симпозиуме NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) 2015 года. «Нет никаких известных причин, по которым мы не можем этого сделать».

Сколько времени потребовалось предыдущим миссиям, чтобы достичь Марса?

Вот инфографика, в которой подробно показано, сколько времени потребовалось нескольким историческим миссиям, чтобы достичь Красной планеты (либо на орбите, либо приземлившись на поверхность). Даты их запуска включены для перспективы.

(Изображение предоставлено: Future)

(открывается в новой вкладке)

Дополнительные ресурсы

Изучите планы НАСА по исследованию Луны с их обзором от Луны до Марса (открывается в новой вкладке). Вы можете прочитать о том, как доставить людей с Земли на Марс и безопасно вернуться обратно, в этой информативной статье на The Conversation . Интересуетесь рисками для здоровья человека при полете на Красную планету? Эта исследовательская работа (откроется в новой вкладке) может показаться вам особенно интересной.

Библиография

• Любин, Филип. «Дорожная карта межзвездных полетов. (откроется в новой вкладке)» препринт arXiv arXiv: 1604.01356 (2016).
• Донахью, Бен Б. «Будущие миссии системы космических запусков НАСА. (открывается в новой вкладке)» AIAA Propulsion and Energy 2021 Forum . 2021. 
• Шринивас, Сушила.