Интерес к освоению Красной планеты не угасает уже на протяжении многих лет. И причиной тому служит множество факторов. Марс — не только вызов для учёных, конструкторов, бизнесменов-энтузиастов. Вполне возможно, что именно с Марсом будет связано будущее человечества. И поэтому Красная планета рассматривается сегодня не только в качестве объекта научных изысканий, но и с практической точки зрения, в частности, уже в ближайшем будущем планируется начало освоения нашего соседа по Солнечной системе. Выясним, сколько же лететь до Марса на самом деле и сопутствующие особенности.
Основные причины растущего интереса к теме полётов на Марс
Марс всегда вызывал жгучий интерес у человечества. Например, в древнеримской мифологии Марс был богом войны, одним из трёх богов, возглавлявших древнеримский пантеон. Знания о Красной планете постепенно накапливались, человечество становилось всё ближе к первому шагу его представителя по марсианской поверхности.
Тема полётов на Марс представляет интерес в первую очередь для учёных. О возможном существовании жизни на этой планете говорят уже давно. В данном случае интерес к Марсу связан с ответом на один из основных вопросов, волнующих человечество. Это вопрос о том, одни ли мы во Вселенной или жизнь может существовать и в других её уголках. Доказано, что на Красной планете давным-давно была вода и тёплый климат. Если исследователям удастся обнаружить следы современной жизни на Марсе или неопровержимые доказательства её существования на этой планете в прошлом, то будет подтверждена теория о том, что процесс эволюционного развития от простых химических соединений к сложным характерен для Вселенной в целом.
В том же случае, когда на Марсе не удастся обнаружить свидетельства жизни, то, скорее всего, учёные придут к выводу о том, что для возникновения органической жизни необходим ещё и элемент случайности, невероятного стечения обстоятельств. И тогда можно с большой долей вероятности утверждать, что планета Земля является единственным обитаемым уголком в космосе.
Тема полётов на Марс периодически то возникала, занимая первые полосы газет 60-х годов прошлого века (когда всё, что было связано с космосом, вызывало жгучий интерес), то пропадала, когда о возможных полётах на Марс попросту забывали, отдавая приоритет другим задачам.
Вторым фактором, обуславливающим резко возросший интерес к полётам на Марс, является вызов человеческому обществу, которое может развиваться только в том случае, когда преодолевает препятствия и отвечает на вызовы. В противном случае начинается застой и прекращение развития. Учёные мечтают стать пионерами новых миров. Полет на Марс поможет миллионам учёных, конструкторов, исследователей в различных областях получить невероятный интеллектуальный капитал, который станет достоянием человеческого общества. Полёт на Марс — это открытия, новые технологии, большой толчок в технологическом развитии.
Третьим фактором можно считать необходимость полёта на Марс для будущего человечества. Рано или поздно человеческая цивилизация столкнётся с перенаселением планеты, исчерпанием природных ресурсов, запасов энергоносителей, дефицита продуктов питания. Поэтому наиболее прозорливые учёные уверены в том, что уже сегодня надо приступать к освоению других планет. Вначале это будет создание небольших колоний, но с развитием технологий и увеличением темпов заселения других планет, в частности, Марса начнётся строительство крупных поселений с развитой инфраструктурой и многочисленным населением.
Пилотируемый полёт на Марс может стать началом новой эры всего человечества
Сколько лететь до Марса от Земли
Вопрос о том, сколько времени займёт перелёт до Марса, далеко не праздный. Расстояние между нашей планетой и Марсом изменчиво. Когда Земля занимает позицию между солнцем и Марсом, то расстояние составит около 55 млн км. Когда же между Землёй и Марсом находится Солнце, то расстояние увеличивается до 410 млн км. Поэтому точного ответа на вопрос о длительности полёта до Марса не существует, всё зависит от расположения наших планет относительно Солнца и, соответственно, расстояния от Земли до Красной планеты. Наименее энергозатратной считается гомановская траектория. Если путешествовать на Марс по ней, то в этом случае время полёта займёт девять месяцев. Дополнительный разгон корабля с земной орбиты в этом случае будет составлять 2,9 км/с. Но данная траектория наиболее приемлема для автоматических станций, поскольку для человека в данном случае был бы значительно превышен предел радиационного облучения за время полёта.
Большинство разработок пилотируемых полётов предполагает использование гиперболических траекторий, при которых время путешествия составит не более полугода и, соответственно, доза ионизирующего облучения не превысит допустимой нормы. Но в этом случае будет необходим дополнительный разгон с орбиты Земли уже в 6 км/с. Соответственно, потребуется в 4,5 раза больше топлива для пилотируемого космического корабля.
Схема полёта на Марс состоит из нескольких этапов
Что значит «перемещение со скоростью света»
Перемещение со скоростью света означает, что тело движется с колоссальной для человеческого понимания быстротой. Его скорость составляет 299 792 458 м/с или 1 079 252 848,8 км/ч. Скорость света является фундаментальной физической постоянной. Выражаясь простым языком, она означает то расстояние, которое проходит свет за определённый промежуток времени. В астрономии расстояния измеряются в световых годах. Световой год составляет 9 460 528 177 426,82 км (почти 9,5 триллиона километров). На сегодняшний день достигнуть скорости света или даже близкой к ней не удалось ни одному творению рук человека. Предполагается, что рано или поздно технический прогресс позволить достигнуть этой своеобразной скоростной черты и даже преодолеть этот барьер, как это когда-то произошло со скоростью звука. Но даже достижение скорости света не позволит человечеству посетить ближайшую из галактик — галактику Андромеды (NGC 224), только до окраины которой 2 млн 537 тыс. световых лет.
Видео: полёт на Марс и космические первопроходцы
Как рассчитывается расстояние до красной планеты в километрах
Минимальное расстояние от Земли до Марса (53 млн км) было в 2003 году (подобное сближение в следующий раз будет только через 50 тыс. лет). Один раз в два года расстояние между планетами сокращается до 54,6 млн км. Это стандартное минимальное расстояние между Землёй и Марсом. Максимально же возможным расстоянием учёные считают 401 млн км. Среднее расстояние между Землёй и Марсом составляет 225 млн км.
Как рассчитывается время полёта на Красную планету
Скорее всего, пилотируемый космический аппарат будет запущен на Марс именно при нахождении планет на минимальном расстоянии друг от друга. При расчёте длительности полёта в данном случае будет приниматься старт космического корабля в период оптимального взаимного расположения планет и время его полёта до Марса. В этом случае предполагается, что космонавты будут находиться в пути на Красную планету минимум шесть и максимум семь месяцев. Итого, дорога в одну сторону займёт от 180 до 210 дней.
Но не всё так просто. Приведённые выше расчёты являются теоретическими, а время полёта — средним. Не следует забывать и о возвращении космонавтов на Землю. Старт космического корабля с Земли на Марс, конечно, без особых проблем может быть осуществлён в оптимальный период взаимного расположения планет. А вот для возвращения на Землю придётся ждать следующего периода, когда Марс и Земля будут наиболее близки друг к другу. А этот период составляет 18 месяцев. К этому времени следует добавить минимум полугодовой период возвращения с Марса на Землю. В итоге мы получаем два с половиной года. Именно столько при благоприятном стечении обстоятельств займёт время полёта пилотируемого космического корабля на Марс от момента его старта до возвращения модуля с космонавтами на Землю.
Если рассматривать полёт на космическом аппарате с ядерным двигателем большой мощности, то теоретически это может вдвое уменьшить временные затраты на межпланетный перелёт. Кроме того, использование ядерного двигателя позволяет иметь больше свободы при выборе момента не только старта космического корабля с Земли, но и начала его возвращения с Марса. В этом случае оптимальный период взаимного расположения Земли и Марса уже не будет иметь столь значимой роли, как при полёте корабля с обычным ракетным двигателем. Но главной проблемой является то, что ядерного двигателя для подобного путешествия пока ещё нет, хотя его разработки уже давно ведутся американскими конструкторами.
На практике пилотируемых полётов на Марс пока ещё не было. Например, американская автоматическая исследовательская станция «Кьюриосити» летела на Марс по гомановской траектории с 26.11.2011 по 06.08.2012. Как видим, на полёт ушло чуть более восьми месяцев. А ещё в 1964 году тоже американский Mariner-4 проделал путь от нашей планеты до Красной за время, превышающее семь месяцев (28.11.1964 – 14.07.1965).
Автоматическая станция «Кьюриосити» высадила марсоход на Красной планете почти через восемь месяцев
Расчёт времени полёта космонавтов на Марс является одной из ключевых задач при разработке проекта пилотируемой космической экспедиции на Красную планету. От этого зависит количество пищи, топлива, ёмкость аккумуляторов, запасы кислорода и так далее. Ошибка может обойтись очень дорого. Также очень важно правильно рассчитать траекторию. Ведь Земля и Марс не находятся в статическом состоянии, постоянно двигаясь по своим орбитам. Запуск ракеты из точки А, находящейся на Земле, в точку B на Марсе необходимо делать с учётом опережения. Ведь за время полёта Марс значительно увеличит расстояние с нашей планетой, продолжая двигаться по своей орбите.
Одной из проблем при разработке планирования и планирование полётов на Марс является просто неимоверное количество топлива, которое необходимо космическому кораблю. Соответственно, космический корабль должен быть просто гигантским. Впору вспомнить и об огромной цене подобной пилотируемой экспедиции. Именно огромная стоимость проекта полёта человека на Марс обуславливает то, что нога человека до сих пор не ступила на Красную планету. Сиюминутная выгода от полёта на Марс весьма призрачна, поэтому даже экономически развитые государства мира вряд ли станут инвестировать огромные средства в проект, который не сулит в обозримом будущем явных преимуществ. А о стратегических же преимуществах миссии задумываются сегодня только самые дальновидные и прозорливые политики, бизнесмены и учёные.
Сколько лететь до Марса от Луны
Полёт от Земли до Луны занимает около трёх дней. По времени полёт от Луны до Марса будет короче на три дня. Но это снова теория. На практике же лунный старт позволит значительно уменьшить затратность самого полёта, снизить вес космического аппарата за счёт меньшего количества топлива. Вторая космическая скорость для Луны составляет «всего» 2,4 км/с земными 11,2 км/с.
Соответственно, потребуются гораздо меньшие усилия для выхода из гравитационного поля космического тела (в данном случае — Луны). Но пока что лунный старт относится к области теоретических разработок. Между лунным стартом космического корабля на Марс и сегодняшним положением вещей отсутствует одно звено — невозможность старта с лунной поверхности ввиду отсутствия на спутнике Земли соответствующего стартового комплекса.
Длительность полёта от Луны до Марса принципиально не отличается от длительности полёта на Марс с Земли. Но старт пилотируемого космического комплекса с Луны позволит гораздо более эффективно использовать сам космический корабль. Предполагается, что при старте с Земли коэффициент полезной нагрузки будет составлять не более 25%, а при старте корабля с лунной поверхности этот показатель будет превышать 40%.
Видео: как в СССР планировали межпланетные перелёты
Перспективы современных разработок по перемещению людей на Марс
Пилотируемый полёт на Марс может состояться уже в обозримом будущем. Ведущие космические агентства мира («Роскосмос», НАСА, EКА) продекларировали, что пилотируемый полёт на Марс является для них основной задачей нынешнего века.
Основная идея пилотируемого полета на Красную планету, который будет считаться первым шагом в истории колонизации Марса, относится, скорее, к феномену экспансии человеческой цивилизации. Впервые возможность пилотируемого полёта на Марс была рассмотрена Вернером фон Брауном. Разработчик немецких ракет «Фау» провёл в 1948-м в США по заказу американского правительства технический анализ данной возможности и предоставил подробный отчёт о нём. Впоследствии с наступлением космической эры и полётом в космос сначала первого искусственного спутника Земли, а затем и первого человека, вопрос пилотируемой экспедиции на Марс стал актуальным и перешёл в область практических разработок.
В Советском Союзе первый вариант космического аппарата для полёта на Красную планету рассматривался в конструкторском бюро Королёва ещё в 1959-м. Руководил разработками советский конструктор Михаил Тихонравов.
Проект Mars One
Идея создания первой земной колонии на Красной планете пришла в голову нидерландскому предпринимателю и исследователю Басу Лансдорпу ещё в студенческие годы. Он основал компанию Ampyx Power, которая занимается разработкой проекта.
Проект Mars One предполагает пилотируемый полёт на Красную планету и последующее основание колонии на ней. При этом всё, что происходит за десятки или сотни миллионов километров, планируется транслировать на Землю по телевидению. Предполагается, что онлайн-трансляция с Марса станет самым популярным телешоу на Земле. Именно за счёт продажи прав на трансляцию с Красной планеты предполагается окупить проект и получить от него прибыль. На сегодняшний день в проекте официально занято всего 8 человек. Основатель утверждает, что все работы будут выполняться по договорам субподряда.
В 2011 году проект официально стартовал, а 2013-м начался международный отбор космонавтов. Проект предполагает несколько этапов. Предпоследним из них станет высадка первого экипажа на Марс, что предполагается к 2027 году. В 2029-м запланирована высадка второй группы космонавтов, доставка оборудования и вездеходов. Полёты на Марс в рамках проекта Mars One и заселения первой земной колонии на Красной планете предполагается осуществлять каждые два года. К 2035 году планируемое количество колонистов на Марсе должно составлять 20 человек. Отбор будущих космонавтов происходит на добровольной основе. В группу входят и мужчины, и женщины. Минимальный возраст участника не должен быть меньше 18 лет, максимальный же не должен превышать 65 лет. Приоритет отдаётся высокообразованным и здоровым кандидатам, имеющим научно-техническое образование. Первые поселенцы на Марсе должны стать невозвращенцами. Тем не менее желающих начать новую жизнь вне земных пределов оказалось немало. Только за 5 месяцев 2013 года заявки на участие в органе подали 202 586 кандидатов, представлявших 140 государств. 24% кандидатов были американскими гражданами, на втором месте находились представители Индии (10%) и на третьем — Китая (6%).
Телетрансляцию и связь предполагается поддерживать при помощи искусственных спутников, которые вращаются на околоземной, околосолнечной и околомарсианской (в перспективе) орбитах. Время прохождения сигнала до нашей планеты составит от 3 до 22 минут.
Так должна, по замыслу разработчиков, выглядеть первая колония на Марсе
Проект Илона Маска
Южноафриканский бизнесмен и владелец компании SpaceX Илон Маск в 2016 году представил проект колонизации Красной планеты. Предполагается, что будет создана межпланетная транспортная система (Interplanetary Transport System), с помощью которой на Марсе будет осуществлено строительство автономной колонии. С помощью межпланетной транспортной системы через 50 лет в этой земной колонии, по прогнозам Илона Маска, будет проживать более миллиона человек.
На ежегодном конгрессе Международной федерации астронавтики, который проходил в Австралии (город Аделаида) в сентябре 2017 года, Илон Маск анонсировал создание современной сверхтяжёлой ракеты-носителя, с помощью которой планируется отправиться на Марс уже в 2022 году. Замысел конструкторов предполагает, что это будет самая большая в истории космонавтики ракета-носитель, которая сможет выводить на околоземную орбиту более 150 тонн полезного груза. Также предполагается, что этот ракетоноситель сможет доставить груз и на Марс. Его проектная длина составит 106 метров, а диаметр — 9 метров.
Глобальное мышление Илона Маска давно завоевало сердца не только учёных, занимающихся разработками в области межпланетных перелётов, но и множества людей, неравнодушных к вопросам колонизации других планет. Ещё 2016 году предполагалось, что сверхтяжёлый ракетоноситель будет иметь гораздо большие возможности. Но после этого была проведена экспертная оценка возможных затрат на её производство, а также наличия в современном мире соответствующих технологий. После технического анализа было принято решение об уменьшении габаритов и мощности ракеты-носителя на треть.
К финансированию своего проекта Илон Маск привлёк множество известных мировых компаний, работающих в различных направлениях, начиная от систем связи и заканчивая производством ракетных двигателей.
В конце 2019 года планируется тестовый полёт новой ракеты-носителя Илона Маска, которая через три года после тестирования должна будет доставить на Марс первых землян.
В планах южноафриканского предпринимателя и постройка земной базы на Луне, что входит в общую концепцию Межпланетной транспортной системы в качестве, в том числе, возможности старта космических кораблей на Марс непосредственно с земного спутника.
Илон Маск разработал собственный проект заселения Марса
Российские разработки
«Роскосмос» сегодня активно занят разработкой проектов пилотируемых полётов на Марс. В 2018 году происходит разработка опытных образцов ключевых элементов, которые будут применены на ракете-носителе сверхтяжёлого типа «Союз-5». Проектная грузоподъёмность ракетоносителя составляет до 130 тонн полезной нагрузки. Предполагается, что «Союз-5» станет самой экономичной ракетой-носителем. На разработку и строительство ракеты выделено полтора триллиона рублей. В эту сумму входит также и создание соответствующей инфраструктуры на российском космодроме «Восточный».
Россияне планируют освоение Марса совместно с представителями других стран, в частности, Соединённых Штатов. По словам российского президента, сотрудничество с США в сфере освоения дальнего космоса может и должно привести к совместной межпланетной экспедиции на Марс к 2030 году.
Российские эксперты в области космонавтики выражают мнение, что на подготовку пилотируемой миссии на Марс уйдёт не менее 30 лет. В частности, известный российский учёный академик Железняков уверяет, что себестоимость проекта высадки человека на Марс и создания на этой планете земной колонии обойдётся минимум в 300 миллиардов долларов. Академик считает также весьма перспективным сотрудничество в подготовке высадки на Марс с Китаем.
Конкретного решения о подготовке отряда космонавтов, который планируется отправить на Красную планету, пока нет. В настоящее время «Роскосмосом» проводится разработка только носителей, которые смогут доставить в относительно недалёком будущем первых людей на Марс.
«Союз-5» станет самой экономичной ракетой-носителем
Какой будет жизнь первых переселенцев
Жизнь первых переселенцев на Марсе будет разительно отличаться от земной. Их ждёт не только множество открытий, но и огромное количество опасностей, поджидающих их на Красной планете.
Для жизни придётся создавать специальную высокотехнологичную базу. Без соответствующей защиты человек на Марсе жить не может. Для понимания причин следует более детально остановиться на природных условиях Красной планеты.
Природные условия на Марсе
Природные условия на Марсе намного жёстче земных. Например, среднесуточная температура на Красной планете составляет до минус 40 градусов мороза. Приемлемой для человека температура (20 градусов тепла) может быть только днём и только в летние месяцы. На полюсах же ночью температура может опускаться до минус 140 градусов. На остальной же территории планеты ночью где-то от 30 до 80 градусов мороза.
Основным же недостатком Красной планеты является невозможность дышать. Марсианская атмосфера являет собой примерно одну сотую часть от земной. Кроме того, она преимущественно (на 95%) состоит из углекислого газа. Остальные 5% составляют азот (3%) и аргон (1,6%). Остальные же 0,4% принадлежат кислороду и водяному пару.
Масса Марса невелика, она составляет всего 10,7% земной. Соответственно, на планете меньше и гравитация. Она почти в два с половиной раза меньше земной (38%). Экватор Марса составляет 53% от экватора нашей планеты.
Длительность марсианских суток всего на 37 минут 23 секунды дольше земных. А вот марсианский год значительно дольше земного. Он равен 1,88 земного (почти 687 суток). На планете четыре времени года, как и на Земле.
Давление на поверхности Марса очень мало ввиду высокой разрежённости атмосферы. Оно не превышает 6,1 мбар. Именно поэтому вода, которая есть на Марсе, практически не существует в жидком виде.
Уровень марсианской радиации значительно превышает земной. Ионизирующее облучение ввиду практически отсутствующей атмосферы и крайне слабого магнитного поля во много раз выше, чем на нашей родной планете. В итоге космонавт получает за один или максимум два дня дозу радиации, которая эквивалентна получаемой им на Земле за весь год.
Вся приведённая выше информация объясняет, почему человек, прибывший на Марс с Земли, не сможет прожить на его поверхности без соответствующих средств защиты и поддержки даже несколько минут.
Поэтому люди, прибывшие с Земли, сразу же должны озаботиться вопросом строительства базы. Без защитного экрана от ионизирующего излучения, без запасов кислорода, без связи с Землёй вероятность прожить на Марсе хотя бы несколько дней приравнивается к нулю.
Природные условия на Марсе крайне суровы для землян
Крайне важной проблемой для землян на Марсе станет психологическая адаптация к новым условиям жизни. Скорее всего, первыми переселенцами с Земли станут добровольцы-энтузиасты, прошедшие соответствующий курс обучения на родной планете. Но через некоторое время ностальгия по Земле возьмёт своё. А ведь предполагается, что никто из них на родную планету больше не вернётся. Психологи попытались смоделировать поведение земных колонистов на Марсе. Но, поскольку никто и никогда в подобной ситуации не был, расчёты получаются исключительно теоретическими. Психологи утверждают, что на протяжении первого года колонисты будут заняты обустройством своего жилища, созданием инфраструктуры, изучением марсианской территории. Но уже через год ностальгия по родной планете возьмёт верх, а марсианская действительность постепенно станет надоедать. Масла в огонь может подлить и связь с Землёй, когда будет возможность общаться с родными, близкими, друзьями и знакомыми, с которыми первые поселенцы больше уже никогда лично не встретятся. Психологическая адаптация может проходить крайне болезненно. К тому же сложно предупредить все возможные опасности, с которыми придётся столкнуться колонистам. Несмотря на глубокое психологическое тестирование при отборе кандидатов на переселение, у людей могут возникнуть непредвиденные психологические реакции, вплоть до неуправляемой агрессии и применения оружия по своим «сопланетникам». Именно поэтому особое внимание при гипотетическом переселении на Марс следует уделять психологической адаптации колонистов.
Кстати, гораздо быстрее адаптироваться к новым условиям смогут люди молодого возраста, чья психика ещё гибка. Сложнее же всего придётся людям с глубоко укоренившимися стереотипами поведения и уже далеко не гибкой психологической конституцией.
Будет ли на Марсе интернет
Время, которое потребуется для прохождения сигнала с одной планету на другую, будет составлять от 186 до 1338 секунд (в зависимости от взаимного расположения). В среднем это 12 минут. При этом пинг будет в среднем 40–45 минут.
Предполагается, что появится межпланетный хостинг, который сможет синхронизировать земные и марсианские серверы. Безусловно, интернет на Марсе обязательно будет. Сегодня ещё сложно предположить детальную методику решения подобной задачи, но уже ясно, что технически решить данный вопрос можно.
Интернет-спутники смогут обеспечить интернет на Марсе
Будут ли рожать детей на Марсе
Первые маленькие марсиане вполне смогут появиться на свет уже в первые годы существования земной колонии на Красной планете. Предполагается, что население Марса будет увеличиваться не только за счёт переселенцев с Земли, но и за счёт естественного прироста. Тем, кто родится непосредственно уже на Марсе, будет гораздо легче адаптироваться к нелёгким марсианским условиям. Но для рождения детей, естественно, потребуется создать высокопрофессиональную систему медицинского обслуживания новых марсиан.
Полёты и переселение на Марс пока являются только теорией и мечтой. Но уже в ближайшем будущем эти планы могут реализоваться. И только тогда практика покажет, возможны ли полёты человека на Марс, реально ли выжить на Красной планете. Но человечеству свойственно преодолевать препятствия, иначе оно бы не выжило даже на родной планете. Именно поэтому сегодня есть надежда на то, что уже в этом веке обитаемой будет не только Земля, но и одна из её ближайших планет-соседок, что положит начало новой эре самого человечества.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
