Сколько лететь до Марса знает каждый, кто даже не очень силен в астрономии, – долго. Однако в мире профессиональных космических полетов многое зависит от того, какова миссия полета, какой аппарат летит: пилотируемый или просто зонд и прочих факторов.
Классические показатели полета на Марс:
- Лететь до Марса минимум сто пятнадцать дней (используя текущие технологии). Долететь до Марса со скоростью света можно минимум за 3 минуты (182 секунды)
- Придется преодолеть пятьдесят пять миллионов километров.
- Со скоростью полета все еще сложнее, ведь пока что самый продвинутый космический корабль не умеет летать быстрее двадцати тысяч километров в час.
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Марс
Однако все по порядку! Выясним, так ли правдоподобны базовые параметры, указанные нами выше. Узнаем сколько лететь до Марса по времени, расстоянию, и с какой скоростью можно долететь до Марса. И что делается, дабы ускорить полет, сделать его экономичнее и безопаснее.
Почему же так долго?
В первую очередь надо уточнить, Марс находится в пятидесяти пяти миллионах километрах от нашего планетарного дома. Так что даже, если Земля и эта планета перестанут двигаться, то лететь придется сто пятнадцать дней по прямой, поскольку скорость летательных аппаратов пока еще не превышает двадцати тысяч километров в час. В реальности же и Марс, и Земля вращаются вокруг нашего светила. Поэтому нельзя вот так взять и запустить корабль прямиком по адресу постоянной прописки.
Траектория полета продумывается таким образом, чтобы работал принцип опережения. То есть, по сути аппарат летит туда, где Марса пока нет, но к моменту прибытия корабля будет.
Другой проблемой считается топливо. Для полетов требуется просто неимоверное количество топлива. Было бы хорошо иметь бездонный запас. Но пока приходится довольствоваться нынешними возможностями. Если бы в этом препятствий не было, ученые бы разгоняли корабли до огромной скорости до середины пути, а потом сопла бы разворачивались и замедляли судно. В теории все возможно. Вот только тогда придется построить летательный аппарат невероятных размеров с невероятно огромным резервуаром для топлива.
Расстояние от Земли до Сатурна. Как далеко от нас Сатурн?
Сатурн — шестая планета Солнечной системы. Вторая по величине, и ее плотность настолько мала, что если наполнить огромный резервуар водой и поместить туда Сатурн, то он свободно будет держаться на поверхности, не погружаясь в воду целиком. Главная достопримечательность Сатурна — это его кольца, состоящие из пыли, газа и льда. Огромное число колец окружают планету, диаметр которых превышает диаметр Земли в несколько раз.
Какой он — Сатурн?
Для начала нужно разобраться, что же это за планета такая и с чем ее «едят». Сатурн — это шестая планета от Солнца, названная в честь древнеримского бога Сатурна. Греки называли его Кроносом, отцом Зевса (Юпитера). В самой дальней точке орбиты (афелии) расстояние от светила составляет 1 513 млрд км.
Соотношение размеров Сатурна и Земли
Во сколько раз Сатурн больше Земли? По некоторым данным, только в диаметре Сатурн превосходит нашу планету в 10 раз. По объему в 764 раза, т. е. Сатурн может вместить в себя именно такое количество наших планет. Ширина колец Сатурна превосходит диаметр нашей голубой планеты в 6 раз. Настолько он гигантский.
Расстояние от Земли до Сатурна
Для начала нужно учитывать тот факт, что все планеты Солнечной системы двигаются не по кругу, а по эллипсам (овалам). Наступают моменты, когда происходит смена расстояния от Солнца. Оно может становиться ближе, может удаляться. На Земле это хорошо заметно. Это называется сменой времен года. Но здесь играет роль вращение и наклон нашей планеты относительно орбиты.
Следовательно, расстояние от Земли до Сатурна будет значительно варьироваться. Сейчас вы узнаете насколько. С помощью научных измерений было подсчитано, что минимальное расстояние от Земли до Сатурна в километрах составляет 1195 млн, в то время как максимальное составляет 1660 млн.
Сколько лететь до Сатурна от Земли
Как известно, скорость света (по теории относительности Эйнштейна) — непреодолимый предел во Вселенной. Он кажется нам недосягаемым. Но в космических масштабах она ничтожно мала. За 8 минут свет преодолевает расстояние до Земли, а это 150 млн км (1 а. е.). Расстояние до Сатурна приходится преодолевать за 1 час и 20 минут. Это не так долго, скажете вы, но только вдумайтесь, что скорость света составляет 300 000 м/с!
Если же за средство передвижения взять ракету, на преодоление расстояния уйдут годы. Космическим аппаратам, направленным на изучение планет-гигантов, потребовалось от 2,5 до 3 лет. На данный момент они находятся за пределами Солнечной системы. Многие ученые полагают, что расстояние от Земли до Сатурна возможно преодолеть за 6 лет и 9 месяцев.
Что ждет человека у Сатурна?
Зачем нам вообще нужна эта водородная планета, где никогда бы не зародилась жизнь? Сатурн интересует ученых своей луной под названием Титан. Самый крупный спутник Сатурна и второй по величине в Солнечной системе (после Ганимеда у Юпитера). Ученых он заинтересовал ничуть не меньше Марса. Титан по размерам превосходит Меркурий, и на его поверхности даже есть реки. Правда, реки из жидкого метана и этана.
Сила притяжения на спутнике меньше, чем на Земле. Основной элемент, присуствующий в атмосфере, — это углеводород. Если нам удастся добраться до Титана, это станет для нас весьма острой проблемой. Зато не нужны будут плотные скафандры. Лишь очень теплая одежда и баллон с кислородом. Учитывая плотность и силу притяжения Титана, можно с большой уверенностью сказать, что человек сможет летать. Дело в том, что в таких условиях наше тело свободно может парить в воздухе, не имея сильного сопротивления со стороны гравитации. Нам понядобятся лишь обычные модельные крылья. И даже в случае их поломки человек без проблем сможет мягко «оседлать» твердую поверхность спутника.
Для благополучного заселения Титана потребуется возводить целые города под полусферическими куполами. Только тогда представится возможным воссоздание климата, подобного земному, для более комфортного проживания и выращивания необходимых продуктов питания, а также добычи ценных минеральных ресурсов из недр планеты.
Острой проблемой окажется и нехватка солнечного света, ведь Солнце возле Сатурна кажется небольшой желтой звездой. Заменой солнечным батареям станет углеводород, в изобилии покрывающий планету целыми морями. Из него первые колонизаторы будут получать энергию. Вода находится глубоко под поверхностью спутника в виде льда.
autogear.ru
Идеи по ускорению полетов на Марс
Честно сказать, перед инженерами стоит не задача ускорения, а задача экономии топлива. Только не стоит думать, что речь идет о здоровье окружающей среды. Все дело в реальной экономии средств.
В NASA сегодня применяют метод Гомановской траектории, заключающийся в разработке способа, приводящего к существенной экономии топлива. Метод был разработан господином Гоманом еще в 1925. Он заключается в доставке кораблей не непосредственно к красной планете, а на орбиту Солнца. В определенное время эта орбита пересечется с марсианской, в результате чего корабль тут же окажется привязанным уже к Марсу.
Казалось бы, так все просто. Но на самом деле, за такими манипуляциями скрывается очень серьезная работа по точным расчетам.
Правда, есть еще один вариант. Попробовать метод баллистического захвата, когда происходит запуск космического аппарата по орбите Марса навстречу планете. Красная планета при приближении собственной гравитацией захватывает корабль, в результате чего существенно экономится топливо. Но не время, которого требуется гораздо больше обычного.
С какой скоростью летают ракеты 21-го века?
Космическая ракета Saturn-V
Чтобы спланировать путешествие к «красной планете» полезно знать то, с какой скоростью предстоит перемещаться. Самым быстрым аппаратом в истории человечества считается космическая ракета Saturn-V (смотрите на фото).
Ее скорость в космическом пространстве достигала 64 500 км/ч. Попутно это еще и самый крупный и грузоподъемный представитель своего класса транспортных средств. Именно Saturn-V переносила знаменитый корабль «Апполон-16».
Космическим пространством условно считается зона, начинающаяся на высоте 100 километров. Значит временем на взлет и посадку при подсчетах можно пренебречь.
Перспективные виды топлива
Применение ядерных ракет
Ядерные ракеты, конечно, неплохая перспектива. Их работа может осуществляться за счет разогрева сжиженного типа топлива, к примеру, водорода. После теплового процесса нужно будет на огромной скорости произвести выброс этого топлива из сопла. И это создаст необходимую тягу. В теории, такой вид топлива сможет сократить время полета до семи земных месяцев.
Применение магнетизма
Другой вариант ускориться – использовать возможности магнитно-плазматической ракеты с переменным импульсом. Движение аппарата будет происходить за счет электромагнетического прибора, где при помощи радиоволны разогревается и ионизируется топливо. Так создается ионизированный газ или иначе – плазма, которая и впоследствии разгоняет корабли. И работа над таким прибором уже идет. Его в дальнейшем собираются смонтировать на МКС для поддержания станции на орбите. И если с испытанием прибора все пройдет гладко, он поможет сократить дорогу на Марс уже до пяти месяцев.
Антиматерия
Применение свойств антиматерии, наверное, наиболее экстремальная теория. Для получения антиматерии необходимо задействовать ускоритель частиц. Поскольку, когда частицы антиматерии и материи сталкиваются, случается невообразимо сильный выброс колоссальной энергии (по Эйнштейну), скорость корабля увеличится настолько, что достичь красной планеты удастся всего за сорок пять дней. А на это понадобиться около десяти миллиграммов антиматерии. Вот только производство столь малого количества обойдется в двести пятьдесят миллионов долларов.
Сегодня ученые работают не только над этими, но и над другими очень интересными и перспективными проектами, которые помогут отвоевать у времени несколько месяцев.
Скайлэб
Последний запуск «Сатурн-5», выводящий на низкую околоземную орбиту орбитальную станцию «Скайлэб»
Орбитальная станция «Скайлэб» была изготовлена из неиспользованной второй ступени ракеты-носителя «Сатурн-1Б» — S-IVB. Первоначально планировалось, что ступень будет преобразована в орбитальную станцию уже непосредственно на околоземной орбите: после того как она вместе с наружным полезным грузом будет выведена на орбиту в качестве действующей ракетной ступени, освободившийся бак жидкого водорода прибывшие космонавты переоборудовали бы в жилой орбитальный модуль, правда без иллюминаторов. Однако после отмены (в 1970 году, вследствие резкого урезания перспективного бюджета НАСА) миссии «Аполлон-20», а затем и отмены (в том же году) полётов «Аполлонов −18 и −19» к Луне, НАСА отказалось от этого плана — теперь в её распоряжении оставалось три неиспользованных ракеты-носителя «Сатурн-5», которые могли вывести на орбиту полностью оснащённую орбитальную станцию без необходимости использования её в качестве ракетной ступени.
Орбитальная станция «Скайлэб» была запущена 14 мая 1973 года с помощью двухступенчатой модификации ракеты-носителя «Сатурн-5».
А на Марсе мы уже были
Первым на Марсе побывал насовский Mariner 4. Его запустили в 1964, а прибыл он на красную планету уже в 1965. За время полета аппарат сделал двадцать одну фотографию. Чтобы добраться до Марса Маринеру 4 понадобилось двести двадцать восемь дней.
Другой корабль – Mariner 6 – отправился к планете в 1969 в феврале, а оказался у Марса уже в июле. Ему понадобится сто пятьдесят шесть дней.
Еще быстрей оказался Mariner 7, долетевший до планеты за сто тридцать один день.
Был еще и Mariner 9, который успешно вышел на марсианскую орбиту в 1971. В полете до точки прибытия корабль находился сто шестьдесят семь дней.
Вот так и идет изучение Марса. Каждый аппарат, отправленный в планете, в дороге проводит в среднем от ста пятидесяти до трехсот дней. Последний — Curiosity Lander (2012) достиг красной планеты за двести пятьдесят три дня.
Сколько по времени летали на Марс различные космические аппараты?
«Mariner 4” — 1964 год — 228 дней.
“Mariner 6” — 1969 год — 155 дней.
«Mariner 7» — 1969 год — 128 дней.
«Mariner 9» — 1971 год — 168 дней.
“Викинг 2” — 1975 гол — 333 дня.
“Викинг 1” — 1976 год — 304 дня.
“Марс Глобал Сервейор” — 1996 год — 308 дней.
“Марс Pathfinder” — 1997 год — 212 дней.
“Марс-экспресс” — 2003 год — 201 день.
“Марсианский разведчик” — 2006 год — 210 дней.
«Maven» — 2014 год — 307 дней.
Полет в один конец! Самое интересное впереди!
Компания Mars One намерена направить на Красную планету группу астронавтов не просто в полет по орбите, а для того, чтобы те построили на марсианской земле первую колонию-поселение. Вот только для первопроходцев это путешествие будет в один конец. Они никогда больше не увидят родных, близких, друзей, не поговорят с ними по телефону и даже не смогут использовать Интернет.
Несмотря на устрашающее будущее все же нашлось более двухсот тысяч смельчаков, которые подали заявки на участие в миссии. Проектом было отобрано порядка тысячи пятидесяти восьми претендентов. Из них первые четыре победителя подготовительного этапа отправятся на планету в 2025. Затем, каждые два земных года к ним будут присоединяться и другие марсонавты.
Но все это – лишь общие слова. А что же на самом деле ждет тех, кто отправится в неизведанность? И как изменится мнение каждого из нас, кто хотел до сего момента оказаться на их месте, когда мы узнаем о предстоящих испытаниях?
Долгий и совсем не веселый перелет
Компания Mars One рассказала о том, что лететь до красной планеты, скорей всего, придется не менее семи месяцев, а то и все восемь. Многое будет зависеть от текущего расположения Земли относительно Марса. И все это долгое путешествие астронавтам придется мириться с крайне маленьким, тесным пространством на корабле и отсутствием всех привычных современному человеку удобств.
Ужасно, но даже обычное купание станет непозволительной роскошью. И вот так, ни разу не помывшись, питаясь исключительно консервами, под постоянный гул вентиляторов, компьютерных систем и шум работы систем жизнеобеспечения эти истинные герои должны будут стараться не сойти с ума и долететь в полном здравии до Марса.
И это еще не все беды. Существует такая страшная вещь, как солнечная буря. И вот если по дороге она случится, астронавтам придется заточить себя в еще более узком пространстве, которое защитит их от вредного Солнца.
Подведем итоги
Итак, сколько нужно времени, чтобы долететь до Сатурна? Ответ на этот вопрос в таблице.
Таблица 1. Время полета различных зондов
Миссия | Время полета |
Пионер 11 | 6 лет 6 мес. |
Вояджер 1 | 3 года 2 мес. |
Вояджер 2 | 2 года 4 мес. |
Новые Горизонты | 2 года 3 мес. |
Время полета до Сатурна зависит от многих условий. Он находится от Земли дальше, чем Солнце. Свет идет до него 71 минуту, а до Солнца – 8 минут. Полет идеально планировать, когда он и Земля находятся на одной стороне светила. Точно рассчитать траекторию полета и сколько лететь до Сатурна при конкретных технических возможностях, могут только ученые. Так как расстояние от Земли до Сатурна постоянно меняется от 1195 до 1660 млрд км.
Реальное испытание для нервов
Наше упоминание о вероятной психической нестабильности, грозящей каждому космонавту в полете – вполне себе реальная угроза. На российской платформе был реализован проект Марс-500. В нем приняли участие шесть космонавтов, из которых четверо за пятьсот двадцать дней пребывания в замкнутом пространстве показали развитие депрессивного состояния. Начались проблемы со сном. У одно человека даже на почве хронического недосыпания пострадали внимание и способность к концентрации.
На самом деле пока еще никто из астронавтов не проводил столько времени в космическом пространстве. Да еще и без связи и прочих условий, максимально приближенных к привычной комфортной жизни пусть и в невесомости. Не разрешается больше полугода находиться на МКС уже потому, что происходит потеря костной и мышечной тканей.
Напомним, марсонавтам придется провести в полете более двухсот дней – больше, чем полгода.
Расстояние до Сатурна
В нашей галактике Сатурн является шестой и наиболее дальней планетой, которую можно разглядеть в ночном небе без оптических приспособлений. Траектория движения Сатурна, как и большинства остальных космических тел, эллиптическая, поэтому его расстояние до Солнца постоянно меняется.
Насколько удален Сатурн от нашей планеты?
Поскольку все планеты пребывают в постоянном движении, единой, статичной цифры, характеризующей то или иное расстояние в космических масштабах назвать нельзя. Самое близкое расстояние до Земли – 1,195 миллиардов километров, или 746 миллионов миль. Это намного больше, чем дистанция от Земли до того же Солнца (а именно в 8 раз). Когда планеты пребывают в самых удаленных точках своих орбит, дистанция между ними увеличивается до 1,66 миллиарда километров, что составляет примерно миллиард миль. Это в 11 раз более дальнее расстояние, чем от нашей планеты до Солнца.
Сатурн движется в космическом пространстве с большой скоростью – 21 тысяча миль в час (это 34 тысячи километров в час). Чтобы полностью облететь Солнце, этой планете нужно целых 29,5 лет (естественно, земных). Поскольку Земля совершает обороты вокруг Солнца значительно быстрее, иногда кажется, что Сатурн движется по ночному небосклону в обратную сторону. Из-за этого Коперник столкнулся со многими проблемами, разрабатывая свою версию структуры Солнечной системы. Ведь в нее никак не вписывалось направление движения Сатурна и некоторых других небесных тел. И только Иоганн Кеплер сделал предположение, что орбита большинства планет не круговая, а эллиптическая.
Расстояние от Сатурна до Солнца
Как уже было указано выше, из-за эллиптической траектории, расстояние Сатурна до нашего светила в определенные моменты слегка меняется. От Солнца эта планета находится на дистанции 886 миллионов миль или 1,4 миллиарда километров. Это девятикратно большее расстояние, чем от Солнца до нашей планеты. Афелий (дальняя точка) Сатурна равняется 934 миллионам миль (это 1,5 миллиардов километров), перигелий (самая близкая точка) Сатурна составляет 839 миллионов миль (это 1,4 миллиардов километров). Неудивительно, что на Сатурне постоянно царит холод.
Как долго лететь до Сатурна?
Мало какой космический маршрут прокладывают по прямой траектории. Довольно часто космические корабли пользуются воздействиями планет, Солнца, спутников, чтобы ускориться и сэкономить топливо. Поэтому некоторые ранние миссии, в которых данные возможности не задействовались, долетали до нужной точки быстрее, чем современные аппараты, имеющие более экономное и продуманное оборудование.
Так, Пионер-11 вылетел на Сатурн весной 1973 года и достиг конечной точки маршрута осенью 1979 года. То есть, на путешествие понадобилось чуть более 6 лет. Более новый Вояджер-1 отправился в путь осенью 1977 года. Он воспользовался гравитационной силой Юпитера для достижения своей цели. В результате он оказался у Сатурна осенью 1980 года – через три года. Второй Вояджер, хоть и вылетел раньше, прилетел на Сатурн лишь летом 1981 года, поскольку отправился по кольцевому, дальнему маршруту.
Миссия Кассина стартовала осенью 1997 года, она дважды пользовалась гравитационной силой Венеры. Затем Кассини облетела Юпитер, по ходу отсняв немало полезного материала. В результате, эта миссия достигла орбиты Сатурна лишь 7 лет спустя – летом 2004 года. Эта миссия будет изучать газовый гигант минимум до 2020 года. Именно Кассина зафиксировала молнии в небе Сатурна.
Стоит упомянуть Новый Горизонт – миссию, отправленную к Плутону зимой 2006 года. Благодаря мощному ускорению, полученному при запуске, аппарат миновал Юпитер и Марс, а уже летом 2008 года промчался мимо Сатурна. То есть этот путь Новый Горизонт потратил всего 1,5 года.
Итак, ответить на вопрос «долго ли добираться до Сатурна?» однозначно нельзя. Все зависит от типа, задач миссии, скорости движения космического аппарата, а также от выбранного маршрута.
lfly.ru
Марсианское течение времени
Сутки на Марсе длятся всего на сорок минут дольше земных. В масштабах одного месяца, может, и не страшная разница. Но на самом деле для жителей будущей колонии она окажется ощутимой. Более того, в марсианском году шестьсот восемьдесят семь дней. Получается, что новоявленные марсиане с течением времени окажутся в два раза моложе своих же сверстников на Земле.
Может ли НАСА построить аналог знаменитого Сатурн-5 сейчас?
В течение нескольких насыщенных лет в 1960-х и 1970-х годах мощные ракеты доставляли людей к Луне. Это были Сатурн-5 — вероятно, самые известные ракета-носители НАСА, 110-метровый профиль которых запечатлен на множестве сувениров, от настенных плакатов до наборов Lego и мобильных игр.
Однако последний запуск Saturn V был в 1975 году — с его помощью вывели на орбиту космическую станцию Skylab. Поскольку НАСА намерено вернуть астронавтов на поверхность Луны в 2024 году, может ли ведомство создать такую же ракету сейчас? Современным аналогом, разрабатываемым НАСА, является Space Launch System (Система запуска в космос, SLS) — гигантский ракета-носитель, который неоднократно подвергался критике за задержку запуска: сначала предполагалось, что он полетит в декабре 2020 года, однако теперь срок перенесен на 2020 год или позже, и это при текущей стоимости проекта уже более чем $10 млрд.
«Это слишком долго и сильно выходит за рамки бюджета; на данный момент это далеко от бурного успеха», — сказал Майк Нойфельд, старший куратор отдела космической истории Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики, чьи исследования сосредоточены на ракетах.
Это справедливая критика: НАСА неоднократно переносило собственноручно назначенные даты запуска, а новостное интернет-агентство Ars Technica
сообщает, что расширенная версия SLS находится под угрозой отмены из-за выхода за пределы бюджета — но есть и другие причины, по которым разработка SLS отстает от запланированных сроков. Ключевым моментом является то, что эта ракета-носитель будет существенно более сложной, чем любая предыдущая ракета, говорит Джон Блевинс, заместитель главного инженера проекта SLS в Космическом центре Маршалла в Алабаме.
Сатурн-5 создавался как ракета с одной целью и пунктом назначения, но SLS будет многоцелевым, что усложнило процесс проектирования. Например, материал, которым выстилают его внутренние топливные резервуары, «намного более надежен, чем должен быть» для отправки первой роботизированной миссии на Луну, сказал Блевинс, потому что НАСА в конечном итоге хочет отправить SLS в другие места.
Это та ракета, которая может доставлять астронавтов на астероиды или на Марс, в зависимости от текущих научных приоритетов. SLS может стать главной частью масштабной миссии по возврату образцов с Марса. И эта ракета-носитель может отправить роботизированный космический корабль во внешнюю часть Солнечной системы быстрее, чем когда-либо прежде, что позволит ученым избежать традиционного «окольного» пути, который требует совершать гравитационные маневры — набор скорости при пролете на определенном расстоянии от планет.
Первый испытательный полет Сатурн-5, 8 ноября 1967 года.
Использование такой ракеты означает, что даже пожилой ученый, создающий, например, инструмент для посадки на Европу, ледяную луну Юпитера, все еще будет работать, когда космический корабль приземлится и начнет заниматься научными исследованиями на поверхности. Это связано с тем, что полет на Европу с помощью SLS может занять всего пару лет, а не почти десятилетие, если использовать современные технологии и гравитационные маневры. Однако временами деньги важнее времени: так, орбитальный аппарат НАСА Europa Clipper с высокой долей вероятности будет выведен на орбиту с помощью SpaceX Falcon Heavy, стоимость запуска которого в разы меньше, чем у SLS, и позволит сэкономить на миссии не менее 700 миллионов долларов.
Нойфельд указал, что у Сатурн-5 также были задержки запуска, хотя и не такие драматичные, как у SLS. НАСА тогда запланировала первый испытательный полет на 1965 год, но он был совершен лишь в ноябре 1967 года.
Правда, тогда задержки были вызваны не только долгим созданием ракеты. «В принципе, это не имело значения, потому что сам космический корабль создавался дольше ожидаемого», — сказал Нойфельд. При создании как командного, так и лунного модулей Аполлона инженеры постоянно сталкивались с проблемами, что и вызвало в итоге перенос сроков. По словам Нойфельда, НАСА первоначально планировало высадку на Луну в 1967 году, но ряд неудач с ракетами и модулями Аполлона перенес реальную дату на июль 1969 года.
Отличия внутри
Если вы поставите рядом Сатурн-5 и SLS — что-то типа такой огромной музейной экспозиции, по словам Блевинса, он надеется увидеть в будущем — то вы не обнаружите особых различия.
Первая ступень SLS имеет такой же диаметр, что и первая ступень Сатурн-5, и включает в себя четыре двигателя RS-25. Они были разработаны для программы космических шаттлов, и первые несколько полетов SLS будет опираться на восстановленные двигатели космических челноков. По словам Блевинса, конструкция RS-25 является «самой эффективной и мощной из когда-либо созданных», превосходя кислородно-керосиновые массивные двигатели F-1 в первой ступени Saturn V.
Слева направо — Сатурн-5, SLS, Falcon Heavy, BFR и Falcon 9.
Рядом с этой основной ступенью будут использоваться твердотопливные ускорители для увеличения тяги при запуске SLS — в отличие от Сатурн-5, у которого вообще не было дополнительных ускорителей. По словам Блевинса, эти ускорители схожи с теми, которые использовались при запуске шаттлов, но в версии для SLS они будут примерно в два раза выше.
Оба ракета-носителя, SLS и Сатурн-5, используют три ступени, чтобы вывести космический корабль с экипажем в космос.
Взглянув на верхнюю часть SLS, вы увидите схожую с Аполлонами конфигурацию — капсулу, в которой будут путешествовать космонавты, и систему экстренного спасения которая может спасти экипаж в случае чрезвычайной ситуации во время старта. «Капсула для экипажа будет больше, но при взгляде с Земли этого не скажешь», — говорит Блевинс.
Но не дайте себя одурачить — внешнее сходство этих ракет не обязательно отражает внутреннее. SLS имеет различия в своей структуре, топливе и авионике по сравнению с Сатурн-5. Большая часть изменений связаны с технологическими достижениями в области вычислительной техники и топлива с конца 1950-х годов, когда впервые появился Сатурн.
Другие изменения вытекают из постепенных эволюционных изменений в промышленной базе НАСА в течение последних 60 лет: например, компании, участвующие в постройке SLS, во многих случаях являются разными подрядчиками, которые предпочитают использовать иные компоненты ракеты, чем те, из которых собирали Сатурн-5, сказал Блевинс.
Одно из основных отличий SLS от Сатурн-5 состоит в том, что новая ракета-носитель не использует керосин. Так как новая ракета опирается на наследие программы шаттлов, а также на последующее развитие эффективности используемого топлива, то во всех ступенях — кроме ускорителей — используется комбинация жидкого водорода и жидкого кислорода.
Используемые материалы также различаются, хотя Блевинс не решается сказать, что они более продвинуты, чем в случае с Сатурн-5. Скорее, некоторые компоненты намеренно «перестроены», чтобы позволить SLS при необходимости летать не только к Луне, но и к куда более отдаленным местам в Солнечной системе.
Авионика — «мозги» ракеты — также существенно отличается от используемой в Сатурн-5, сказал Блевинс. Одним из основных отличий является то, что SLS может связываться со спутниками слежения и ретрансляции данных (TDRS), которые обеспечивают превосходное покрытие всего мира и позволяют постоянно иметь высококачественную связь с астронавтами во время всего полета. TDRS были впервые использованы в эпоху космических шаттлов в 1980-х годах, так что Сатурн-5 просто физически не мог работать с ними. Точно так же навигационная система использует наработки авиационной промышленности (в частности, Boeing 777 и 787), которые опять же стали летать позже Сатурна.
Но есть одна ключевая область, где авионика SLS совпадает с таковой у Сатурн-5: ее размеры. Несмотря на то, что современные компьютеры гораздо более компактные и мощные, чем доступные в 1960-х годах, инженеры не могут воспользоваться этой миниатюризацией.
«Мы потратили 40 лет на то, чтобы сделать электронику как можно меньше», — сказал Блевинс. «А потом мы помещаем ее в ракета-носитель и она разрушается от вибраций при старте, так что мы вынуждены делать для нее защиту». В итоге бортовой компьютер SLS, конечно, существенно быстрее, однако по размерам он схож с таковым в Сатурн-5, так как он «укутан» в специальные изоляторы, призванные снизить вибрации.
Заглядывая в будущее
По словам Блевинса, он уверен, что SLS сможет уложиться в дату запуска, назначенную на ноябрь 2020 года, если разработка будет продолжаться быстрыми темпами. Однако некоторые СМИ предполагают, что возникнуть еще большие задержки, и первый полет перенесут на 2021 год.
В течение следующих шести месяцев команда SLS доставит первую ступень ракеты в Космический центр Стеннис в Миссисипи для оценки и проведения тестов. В начале 2020 года инженеры установят ступень на испытательный стенд и запустят двигатели, чтобы проверить их работоспособность. Одним из возможных источников задержек является то, что даже для такого простого теста требуются большие краны, специальное оборудование и складские помещения, поскольку ступени SLS намного больше, чем у челноков.
К тому же, по словам Блевинса, стартовое окно будет еще уже, чем при старте шаттлов, поскольку Земля и Луна выгодно расположены только в определенные дни каждого месяца.
При этом выбор стартового окна дополнительно ограничен тем фактом, что команда SLS предпочла бы посадить космический корабль обратно на Землю при дневном свете, чтобы лучше наблюдать за развертыванием парашютов. Если первый полет SLS не получится провести в ноябре 2020 года, инженеры предпочтут отложить полет до марта, поскольку координировать дневную посадку в короткие зимние дни сложно, сказал Блевинс.
Блевинс также говорит, что команда SLS в этом году планировала ускорить график, пропустив некоторые тесты. Но НАСА — вплоть до администратора Джима Бриденстайна — предпочло более медленный и скурпулезный подход, чтобы убедиться в том, что каждый компонент системы работает как надо.
По словам Блевинса, когда SLS наконец полетит, все надежды будут на то, чтобы использовать эти ракета-носители ближайшие лет 40, поскольку НАСА планирует расширять свою деятельность по всей Солнечной системе. Будь то полет астронавтов на Марс или роботизированный корабль на астероиды, SLS станет первым этапом путешествия — до тех пор, что его мощные возможности будут оправдывать затраты на него.
Марсианская гравитация
Гравитация, ждущая астронавтов на Красной планете – то, что сделает возвращение на Землю, домой невозможным. Дело в том, что марсианская гравитационная сила – лишь треть от нашей планетной. Иными словами, если вес человека на Земле составляет сто килограммов, то в условиях новой колонии он опустится до тридцати восьми. В результате мышцы атрофируются, кости ослабеют, и через некоторое время человек уже больше не сможет вернуться к обычной жизни на родной планете.
Похожая ситуация на МКС. Но астронавтов спасает непродолжительность пребывания в космосе.
Космические миссии
Американская программа «Пионер»
С точки зрения вопроса, за сколько времени можно долететь до Сатурна (1,28 млрд.км), интересен аппарат «Пионер 11» Он был запущен с Земли в апреле 1973 года и 01.09.1979 года зонд пролетел около планеты на расстоянии 21 тыс. км. Он отправил а Центр управления полетом НАСА около 400 фотографий обнаруженных им лун и деталей колец.
В рамках этой же миссии через 4 года, в 1977 году, были запущены «Вояджер 1» и «Вояджер 2».
В 1980 году «Voyager 1» прошел Сатурн. Он собрал данные о кольцевой системе, атмосфере, самой большой луне Титане, обнаружил 3 новых спутника — Атлас, Прометея и Пандору.
Программа «Voyager 2» имела огромный список исследовательских работ. Космический зонд должен был пролететь мимо всех планет за поясом астероидов, исключая Плутон, сфотографировать их и сделать другие исследования. За это время зонд прислал на Землю бесчисленные сенсационные фотографии планет и некоторого количества их спутников.
Репродукция на Марсе
Организаторы миссии на Марс для создания там колонии советуют будущим поселенцам не пытаться зачать детей. Причин несколько. В первую очередь, изначально на планете не будет никаких условий для нормальной семейной жизни. Затем, ничего не известно о том, как может пройти зачатие и развитие плода после стольких месяцев в полете, да еще в новых марсианских условиях.
Спорт – наше все!
Чтобы оставаться способным хоть на какие-то действия, не давать атрофироваться мышцам окончательно, а костям адаптироваться к упрощенным марсианским условиям, придется стабильно поддерживать форму. Надо понимать еще одно. В космосе сердце и прочие органы начинают работать несколько иначе. В любом случае, придется проводить по нескольку часов за занятиями спортом. Даже на Космической станции космонавтам приходится до двух часов в день тренироваться.
Сколько лететь по времени до Марса со скоростью света?
Скорость света – верхний скоростной предел во вселенной. Она равняется почти 300 000 километров в 1 секунду. Это утверждение тоже обосновал вышеупомянутый Альберт Эйнштейн.
Данный рубеж может интересовать нас по двум причинам:
- быстрее разогнаться (а значит — оперативнее добраться до Марса) никак не выйдет;
- свет в перспективе может сам по себе являться переносчиком информации.
Если мы достигнем скоростного совершенства, то долететь до Марса или передать сообщение получится за 3 минуты и 7 секунд. В таком случае уже не важно, когда вылетать. При самом медленном варианте путешествие не превысит 22 минут. Используя ядерный двигатель можно будет еще посетить другие близлежащие планеты, т.к. энергии на это хватит с лихвой.
Марсианская зараза
Многие решат, что в космосе и заразиться-то нечем. Ну, а космические корабли проходят большой путь дезинфекции. Это делается для того, чтобы исключить возможность попадания земных бактерий в условия, к примеру, марсианского климата. Но этот факт не должен очень радовать будущих поселенцев Марса. Если они подхватят какую-то заразу на этой планете – не факт, что даже при возникновении возможности вернуться домой, Земля примет такого человека обратно. Ведь никто не будет знать, как лечить внеземную болезнь. И распространению космической эпидемии надо помешать в самом начале.
Марсианская атмосфера
Марсианская атмосфера находится в крайне разряженном состоянии – порядка процента от земной. Девяносто шесть процентов воздуха Марса составляет углекислый газ с незначительными вкраплениями кислорода. Так что выйти подышать свежим воздухом у марсонавтов не получится.
Но испытания на этом не заканчиваются. На планете случаются страшные песчаные бури. Они могут длиться от нескольких часов до нескольких дней и накрывать практически всю планету. Песок, поднимающийся в это время, может оказаться очень токсичным для человеческого организма. Так что, если захочется прогуляться, то сделать это можно в спокойную погоду и только в скафандрах.
Радиация
Благодаря марсоходу Curiosity удалось узнать, какому же уровню радиации подвергнется организм астронавтов на Красной планете. Новый дом и здесь не проявляет радушия. Марсоход передал данные, которые показали шестьсот шестьдесят два (±108) миллизиверт – две трети от предельного значения в тысячу миллизиверт. Вот только на Марсе нет никакого магнитного поля, которое хоть как-то противостояло такому страшному воздействию. Так что при каждой прогулке по поверхности планеты человек будет подвергать себя ужасной опасности.
Википедия о полете на Марс
Википедия сообщает, что первые серьезные планы организации полетов на красную планету начали строиться перед программой «Аполлон». В СССР эти вопросы поднимались в 70-х, но приоритет был отдан попыткам освоения Луны. В те годы марсианская экспедиция не произошла.
Программа «Аврора» и «Созвездие»
В настоящий момент ЕС реализует программу «Аврора», в рамках которой запланировано достигнуть данной цели к 2033 году. НАСА, сотрудничая с ЕС, развивает программу «Созвездие», предполагающую, что человек посетит Марс к 2037 году. Интересно то, что промежуточный этап «Созвездия» — построение постоянно действующей базы на Луне.
Полет к Фобосу
Россия до 2020 года рассчитывала реализовать непилотируемый полет к марсианскому спутнику – Фобосу. Однако первый вылет космического аппарата в 2011 году прошел неудачно из-за внештатной ситуации. Дальнейшие запуски запланированы на 2020-2021 годы.
Полет аналога Saturn-V на Марс
Интерес представляет план полета, подготовленный Робертом Зубиным. Он включает в себя использование космического аппарата, аналогичного по своим возможностям ракете Saturn-V. Основной источник энергии – компактный ядерный реактор. С Земли корабль транспортирует с собой 6 тонн водорода. Также будет задействован диоксид углерода, находящийся в атмосфере Марса. Благодаря энергии реактора из этих компонентов будет изготавливаться метан и вода. Воду предполагается разлагать электричеством, а полученный водород расходовать на выработку метана и воды. В итоге удастся изготовить более 100 тонн топлива, чего хватит на сам полет, возвращение и работу техники на поверхности «красной планеты». Предполагается, что вне Земли космонавты проведут более 1,5 лет.