Létání do vesmíru a objevování vzdálených světů vždycky lidstvo zajímalo. Na obloze se plavili a hledali v něm bohy.
Čím dál se lidstvo vyvíjelo, tím více znalostí získalo a zájem o vesmír pokračoval v růstu. Po návštěvě Měsíce chtěl člověk samozřejmě navštívit planetu, která má nejblíže k Zemi - Mars. A vědecký vývoj - od kočárů po hadronového srážce - za posledních 150 let nutí lidi vážně přemýšlet o kolonizaci jiných světů.
Proč létat na Mars?
Červená planeta je pro vědce nejzjevnějším objektem výzkumu. Hlavními cíli cesty jsou hledání mimozemského života, hlubší studium planety a její historie, příprava další kolonizace a rozvoj nezbytných technologií.
Ať už existovalo něco jiného než Země, život je jednou z hlavních otázek lidstva. Mars je ideálním místem pro zahájení vyhledávání, protože je nejpodobnější Zemi.
Studium geologie Marsu na jeho povrchu pomůže lépe porozumět historii planety. Zatímco Země rostla a formovala se, Mars již procházel vážnými klimatickými změnami a katastrofami. Proto pochopíme-li Mars, lépe porozumíme Zemi.
Cestování na Rudou planetu poskytne nezbytné pochopení dopadu kosmického a meziplanetárního cestování na lidi. Bude to jeden z nejdůležitějších kroků v historii lidstva.
Kolik světla letí na Mars?
Jak se planety neustále točí kolem Slunce, vzdálenost Marsu od hvězdy a Země se neustále mění. V souladu s tím bude světlo vysílané z určitého bodu na planetu v různých časech získávat různé množství času.
Nejprve určme, kolik světla vysílaného ze Země dosáhne. Vzdálenost mezi planetami se pohybuje v rozmezí od 55 do 400 milionů km. Světlo s rychlostí 299 792 km / s dosahuje na minimální vzdálenost od Země z Marsu za 3 minuty, maximálně za 22 minut.
Vzdálenost mezi Marsem a Sluncem je 227,990 milionů km. Světlo z hvězdy dosáhne červené planety za přibližně 12 minut 40 sekund.
Kolik letů přiletělo na Mars?
Navzdory skutečnosti, že lidská noha na Marsu nevstoupila, vědci se o planetu dlouho zajímali a od roku 1964 začali vysílat různá zařízení a přístroje pro podrobnější studium Rudé planety.
První mise ke studiu Marsu se uskutečnila v roce 1964, kdy Spojené státy poslaly na oběžné dráze vzdálené planety aparát zvaný Mariner-4. Zařízení letěl 228 dní. Vědcům poskytl 21 fotografií.
Mariner-6 byl poslán na Mars v roce 1969. Let na orbitu Rudé planety trvalo 155 dní. V důsledku této mise vědci získali údaje o atmosféře a povrchové teplotě.
Mariner-7 byl odeslán ve stejném roce a působil jako záložník. Vzal si cestu 128 dní.
Mariner-9 byl poslán v roce 1971, na Mars dorazil 168 dní. Toto zařízení se stalo prvním umělým satelitem planety, pro svou krátkou existenci (do října 1972) se mu podařilo vytvořit mapu povrchu Marsu.
Viking-1 byl první přístroj, jehož úkolem bylo přistát na povrchu. Dostával se 304 dní.
Viking-2 dostal 333 dní a hlavním úkolem bylo hledat život. S pomocí zařízení bylo pořízeno více než 16 tisíc snímků. Fotografie byly barevné a dávaly zcela nový pohled na Mars.
Mars Pathfinder, uvedený na trh v roce 1996, dosáhl Rudé planety za 183 dní. Zařízení studovalo místní půdu.
Mars Express je vesmírná stanice Evropské kosmické agentury. Byla na cestě 201 dní.
Mars Reconnaissance Orbiter je prvním skautem vyslaným v roce 2005, aby našel místo, kde by mohli přistát první kolonisté. Cesta se vydala 210 dní.
Maven, vyslaný v roce 2013, studoval atmosféru planety a dostal se k ní. 307 dní.
Sovětský svaz neměl štěstí se studiem Marsu, během letu došlo k mnoha neúspěšným startům a poruchám.U Venuše se to ukázalo mnohem úspěšně. Zde jsou data: sovětské zařízení Mars-1 letělo na Mars po dobu 230 dnů.
K tak výraznému rozdílu v délce letů dochází díky různým umístěním obou planet. A technologický vývoj nemůže vážně ovlivnit dobu cestování - z velké části závisí délka na složitých matematických výpočtech spočívajících v analýze oběžných drah dvou nebeských těles.
Kolik kilometrů letí na Mars ze Země?
- Největší vzdálenost mezi planetami Země a Marsu může být 401 milionů km.
- Průměrná vzdálenost je asi 225 milionů km.
- Nejbližší vzdálenost, kterou může Mars přiblížit k Zemi, je 54,6 milionu km.
Pokud vezmeme ideální podmínky a schopnost rozptýlit kosmickou loď s lidmi na palubě rychlostí nejrychlejšího vozidla, jaké kdy lidstvo vypustilo - „New Horizons“, jehož rychlost dosáhla 58 000 km / h, pak po přímce po cestě to bude trvat jen 39 dní.
Jak dlouho trvá letět na Mars rychlostí letadla?
Například, pokud by bylo možné poslat letadla na meziplanetární cestování, pak při průměrné rychlosti moderních dopravních prostředků 1000 km / h, by cesta na Mars trvala déle než 22 tisíc dní.
Letové cesty
Mělo by být zřejmé, že sluneční soustava má velké množství gravitačních bodů, takže není možné spouštět žádné objekty v přímé linii. Je nutné se vyhnout přitažlivosti Slunce, které může snadno přitáhnout jakýkoli předmět vypuštěný ze Země a zničit jej. Proto byly vyvinuty určité trajektorie, po kterých je možný let na Rudou planetu. Existuje několik hlavních způsobů, jak se dostat na Mars.
Gomanovského trajektorie
Tato metoda spočívá ve spuštění objektu směrem k nebeskému tělu. Tuto metodu vyvinul německý inženýr Walter Goman, který navrhl poslat vozidla proti planetárnímu pohybu. Tato trajektorie však má jednu významnou minus - vyžaduje to velké množství paliva pro brzdění.
Ballistic capture
Balistický záchyt je druhý způsob, který nabízí vypouštění vozidel přímo na oběžné dráze Marsu, opět ve směru pohybu, a díky atmosféře dojde k brzdění. Implementace této metody vyžaduje více času.
Parabolická trajektorie
Parabolická trajektorie je podle technických požadavků nejnáročnější cestou, ale její překonání potrvá pouze 80 dní. Tato metoda bude vyžadovat, aby kosmická loď zrychlila na 16,7 km / s, což se rovná třetí vesmírné rychlosti. Takový manévr bude vyžadovat 4krát více paliva než první metoda, ale díky prudkému zkrácení doby cestování můžete ušetřit na jídle a na živobytí posádky.
Okružní mise
Organizátoři první mise na Mars mají velmi obtížný problém - zařízení nejen poslat někam daleko, ale vrátit jej zpět. Čím vyšší je rychlost lodi, tím nižší budou náklady. Minimální rychlost pro takovou operaci se považuje za 18 km / s.
Pro leteckého inženýra navrhuje Robert Zubin použití jaderných motorů, které vyžadují, aby loď odebrala ze Země 6 tun vodíku. A pro cestu zpět - bude použit oxid uhličitý, který se na Marsu snadno najde. Voda může být rozdělena na kyslík a vodík, a ten může být přeměněn na metan. Všechny tyto procesy poskytnou astronautům palivo pro jejich cestu domů.
Za těchto podmínek bude cesta trvat přibližně 9 měsíců, zatímco loď bude na oběžné dráze na Rudé planetě po dobu 17 měsíců, protože je nutné znovu zachytit ideální polohu dvou nebeských těles. Spojení obou planet může trvat až 500 dní.
Z toho vyplývá následující závěr - minimální doba cesty bude 33 měsíců. Nezapomeňte však, že v této fázi vývoje technologie dostávají astronauti vážnou újmu na zdraví, když jsou na ISS po dobu šesti měsíců. Takže pro operaci na Marsu bude vyžadovat něco úplně jiného stupně.
Kolik paliva je potřeba k letu na Mars?
Musíte pochopit, že před výpočtem paliva byste měli přesně nasměrovat kosmickou loď. Mars se neustále pohybuje kolem Slunce a inženýři potřebují vypočítat dráhu letu, místo, kde bude planeta v době příjezdu. Na základě toho se určuje vzdálenost, kterou loď a palivo budou létat.
Vzhledem k velkému počtu nuancí můžete vypočítat pouze nezbytné rezervy pro motor. Inženýr Robert Zubrin se pokusil vypočítat různé možnosti pro spuštění kosmické lodi v jaderném reaktoru. Po provedení výzkumu dospěl k závěru, že na cestě ze Země na Mars přibližně 6 tun vodíku.
Hlavní nebezpečí cestování na Mars
Vesmír je neuvěřitelně krásné místo, ale zároveň je pro jeho vědce nekonečně nebezpečné. Zatímco se civilizace ve své krátké historii průzkumu vesmíru naučila, jak chránit astronauty pouze v podmínkách relativně krátkých misí, jako je například umístění na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) nebo cestování na Měsíc, vědci stále čelí složitějším a zdlouhavějším letům.
Například při potenciální misi na Mars předvídá speciální program NASA pět hlavních nebezpečí pro astronauty. Tento program studuje a vyvíjí nejnovější metody ochrany a vybavení, které mohou chránit budoucí meziplanetární cestovatele.
Záření
Téměř každý ví, že pokud je člověk vystaven příliš velkému záření, může vážně poškodit jeho zdraví, ale úroveň nebezpečného záření, které člověk na Zemi dostává, není ve srovnání s tím, s čím se první cestovatelé na Marsu potýkají, nic.
Kosmické záření je mnohem nebezpečnější než záření lidí na Zemi. I když je na ISS, je člověk vystaven záření 10krát silnější než Země, přestože Země díky svému magnetickému poli působí jako štít na cestě záření. Co se stane s lidmi ve vesmíru - nikdo neví.
Izolace a závěr
Ne všechna nebezpečí vyplývají ze skrytých rohů vesmíru. Lidská psychika je velmi křehký mechanismus. Vědci již dlouho věděli, že dlouhodobá izolace vede k výkyvům nálady, poruchám ve vnímání prostředí, problémům interpersonální interakce a může také vyplývat ze závažných poruch spánku. Podle NASA je nevyhnutelná změna vědomí lidí při dlouhodobém vystavení uzavřené místnosti. Proto by výběr takové cesty měl být velmi přísný.
Vzdálenost od Země
Pokud se astronauti dostanou k Rudé planetě, budou v nejvzdálenější vzdálenosti od Země než kdokoli jiný před nimi. Pokud se měsíc nachází ve vzdálenosti 380 tisíc km od své planety, pak je Mars ve vzdálenosti 225 milionů km. A to znamená, že když první kolonialisté vstoupí na písky vzdáleného nového světa, budou muset být co nejvíce soběstační, protože by neměli očekávat rychlé dodání ze Země. Jakýkoli signál bude pokračovat asi 20 minut. Vědci se stále potýkají s problémy souvisejícími s nákladem, které budou pro první lidi na takové cestě nezbytné.
Gravitační pole
Na cestě k Marsu budou kolonialisté čelit třem různým gravitačním polím: zemská gravitace, absence téměř jakékoli přitažlivosti ve vesmíru a Mars. Vědci stále studují dopad těchto změn na lidské zdraví.
Nepřátelské prostředí a omezené prostory
Podle vědců bude let prvních kolonizátorů na Mars trvat asi 6 měsíců.Prostor není vůbec určen pro život, proto životy lidí budou záviset na podmínkách a kvalitě lodi. Inženýři proto budou muset dosáhnout maximálního pohodlí pro astronauty a také vytvořit podmínky, které je budou neustále motivovat k tomu, aby byli pozitivní a aktivní.
Zajímavý faktElon Musk, který doufá v kolonizaci Marsu, v rozhovoru, který dal na konferenci TED v roce 2015, uvedl, že na konci svého života dokončil kolonizaci takové svůdné planety. Bude tam vytvářet celé město. Proč jsou Maskovi na otázky tazatele všechno? Ten odpověděl: „Nesnažím se být žádným spasitelem lidstva, jen se snažím přemýšlet o budoucnosti a neuklidňovat se.“ Připomeňme - všechny sliby, které technik dal na této konferenci, byly dosud splněny.
Na závěr bych chtěl uvést předpoklady velkého ruského vědce Konstantina Eduardoviče Tsiolkovského o hlavních fázích průzkumu vesmíru.
Mars je planetou nejvíce podobnou Zemi ve sluneční soustavě. Let k tomu je dnes možný. Kolonizace tajemné planety se vyvíjí a zlepšuje. Pokud civilizace někdy začne zkoumat vzdálené planety, pak Mars bude úplně první, navzdory všem potížím, kterým inženýři a vědci čelí.