Скільки часу триватиме політ на марс?
Яка планета є до нас найближчою? Венера, а не Марс. Але Венері пощастило – її умови занадто нестерпні для землян. Перетворити її теоретично можливо, але надто довго, дорого і неймовірно складно. Людина – нетерпляче істота, і він не стане чекати близько 300 років, поки Венера перетвориться на райський куточок, а ось Марс за цей термін можна змінити до невпізнання. Але поки наші мрії про Червоній планеті нагадують якусь кумедну ситуацію, коли обрив розділяє два абсолютно різних світи – один, той, де ми стоїмо, – рідний, звичний і досить добре знайомий, а іншого – невідомий, ми там ніколи не були, а тому він неймовірно спокусливий. Тільки перестрибнути через цей обрив поки немає можливостей, та й страшнувато, от і залишається поки тупцювати на місці і вигадувати всякі гіпотези про те, як потрапити туди швидше і щоб уже напевно.
Відстань до Марса постійно змінюється в залежності від положення планет на своїх орбітах, тому найоптимальніший варіант – дочекатися, коли воно буде мінімальним, а це трапляється кожні 26 місяців. Орбіти Землі і Марса не мають форми ідеальної окружності – траєкторія їх руху злегка витягнута, еліптична. Максимальне зближення планет станеться тоді, коли Земля буде знаходиться в найбільш віддаленій від Сонця точці орбіти (афелій), а Марс – у найближчій до Сонця точці орбіти (перигелій), і відстань між ними буде всього близько 55-56 млн км. Якщо б у цей час із Землі був запущений космічний корабель з людьми, то з урахуванням можливостей сучасної техніки на Марс експедиція прибула б приблизно через 40 днів. Але для такого результату необхідно, щоб корабель летів по ідеально прямій траєкторії, і на його шляху йому не зустрінуться мікрометеорити. Але, на жаль, космічні тури до інших планет – це не поїздка з пункту А в пункт Б по прямій трасі: по прямій траєкторії летіти неможливо, оскільки Земля, Марс, та й всі тіла Сонячної системи постійно рухаються по орбітах.
З плином часу відстань між Землею і Марсом буде значно змінюватися. Щоб земний корабель, напевно, досяг своєї мети, потрібно, щоб обидві планети під час свого руху вишикувалися в майже пряму лінію.
Отже, раз рух по орбіті грає в цьому делікатному питанні ключову роль, то, відповідно, потрібно брати в облік рік на Землі (365 днів), рік на Марсі (668,6 днів), а також орбітальну швидкість обох планет: у Землі – 29,7 км/с, у Марса – 23,14 км/с. Виходить, що, поки Марс зробить один оберт навколо Сонця, Земля встигне “пробігтися” майже двічі. Так що час, коли Земля і Марс знаходяться на найкоротшій відстані один від одного – це наш золотий шанс. Корабель полетить за Гомановской траєкторії, яка являє собою полуэллиптическую орбіту навколо Сонця, перицентр (найближча до Сонця точка орбіти) якої знаходиться поблизу точки відправлення (планета Земля), а апоцентр (найбільш віддалена точка орбіти від Сонця) поблизу точки прибуття (планета Марс). Для переходу на найпростішу Гомановскую траєкторію польоту до Марса потрібно прирощення швидкості приземного супутника Землі на 2.9 км/с (перевищення другої космічної швидкості). Але навіть за такого хитрого шляху летіти доведеться приблизно 260 днів на пілотованому кораблі з двигуном на хімічному паливі.
Гомановская траєкторія
Час – ось, що поки рятує Марс. Навіть 260 днів – це дуже довго. Перше питання – це убезпечити людей від радіації. Друге питання – підтримання психічного і фізичного здоров’я. Третій і, мабуть, самий головний, – де взяти стільки їжі? Адже Марс – це не як приїхати до бабусі у село в гості, де тебе нагодують. Це пустельний світ, де немає їжі, та ще й воду, придатну для пиття, доведеться дуже добре пошукати (чи є вона там в готовому вигляді – хороше питання). Враховуючи всі проблеми, маса самого корабля збільшиться в рази, а, відповідно, палива знадобиться ще більше.
Космічні агентства намагаються придумати більш ефективні системи з ракетними двигунами на хімічному паливі, здатні доставити людей на Марс як можна швидше. Наприклад, інженери подумують про створення такої электроракетной рухової установки, яка за рахунок прискорення електрично заряджених атомів або іонів наділяє космічний корабель більшою швидкістю. Або інший варіант – створення атомної рухової установки з використанням низькозбагаченого урану в якості джерела енергії. Але навіть якщо втілити ці технології в реальність, все одно політ туди і назад займе кілька місяців.
А скільки летіли автоматичні міжпланетні станції до Червоної планети? Наприклад, “Марінер-4” дістався до Марса в 1964 році за 228 днів – це був перший успішний візит планети. «Марінер-9», який став першим штучним супутником для іншої планети, дістався за 168 днів – це був 1971 рік. «Вікінг-1», перший космічний апарат, який успішно сів на поверхню Марса, добирався 304 дні (1975 рік). Наш вірний друг марсохід “Curiosity” працює з 2011 року і на шляху до Марса провів 254 дні, а його новий напарник “Perseverance”, запущений у 2020 році, добирався 200 днів. На жаль, для нас це все дуже довго. Цікаво, з допомогою яких технологій ми дістанемося Марса швидше?
