Марс не является самой близкой планетой к Земле. Афродита опережает его в этом отношении. Однако очень высокая температура поверхности и сернокислая атмосфера делают его совершенно непригодным для миграции.
С другой стороны, на Марсе почти нет атмосферы, его средняя температура сравнима с арктической зимой, а единственная опасность для исследователей — сильные пылевые бури. Теоретически, при наличии соответствующего оборудования, люди могут выжить в таких условиях.
Если люди решат отправиться в такое путешествие, как далеко они должны зайти? Сколько времени потребуется, чтобы достичь четвертой планеты?
Расстояние от Земли до Марса постоянно меняется. Это связано с тем, что каждая планета имеет свою орбиту вокруг Солнца. Кроме того, в отличие от орбит нашей собственной планеты, орбиты наших соседей более вытянуты.
Максимальное расстояние между ними составляет 401,33*10 6 км, минимальное — 54,56*10 6 км. Планеты сходятся, когда Земля находится в точке Фалиона, а четвертая планета — в периферийной точке. Это лучшее время для планирования путешествия на Красную планету.
Оптимальный маршрут
Однако для полетов к пятой планете линейный «срез» не работает. Это связано с тем, что начальная точка и дата окончания путешествия постоянно перемещаются. Возникает вопрос. Каким должен быть маршрут к Красной планете, чтобы израсходовать меньше всего топлива и провести меньше дней?
Существует три маршрута от Земли до четвертой планеты.
Гомановская траектория
Орбита Гормана. Из начальной точки (нашей планеты) космический аппарат начинает двигаться по эллиптической орбите, проходя половину ее участков, концом которой является орбита Марса. Начальная скорость космического аппарата должна составлять 11,57 км/с (больше второй космической скорости).
Весь путь займет примерно 260 дней. Большинство спутников и роверов, вращающихся вокруг Марса, выведены именно на такую орбиту.
Параболическая траектория
Параболическая орбита. Орбита к Марсу представляет собой половину параболического сегмента. Это самый короткий межпланетный перелет, занимающий всего 80 дней.
Однако, чтобы отправить космический аппарат по этой траектории, его необходимо разогнать до третьей космической скорости (16,7 км/сек). Такая операция требует в четыре раза больше топлива, чем для вывода межпланетного корабля на гомановскую орбиту. В то же время снижаются расходы на питание, жизнеобеспечение и радиационную защиту.
Такие более короткие маршруты также оказывают меньшее негативное влияние на здоровье экипажа.
Гиперболическая траектория
Гиперболическая орбита. Наиболее перспективный маршрут для космических путешествий. Например, именно эта орбита была выбрана для запуска космического аппарата New Horizons.
Он достиг орбиты Марса всего за 78 дней. Космический аппарат, движущийся по гиперболической орбите, должен развить скорость более 16,7 км/с. Таким образом, космический аппарат сначала проходит мимо пятой планеты, но меняет направление из-за ее гравитационного влияния, из-за чего весь курс кажется преувеличенным.
Однако химические двигатели, используемые в современных ракетах, не могут разогнать космический корабль таким образом. На это способны только ионные двигатели, которые сейчас находятся в стадии разработки.
Опасность марсианского путешествия
Как уже было установлено, полет на Марс занимает не менее 80 дней. И такое длительное космическое путешествие может сказаться только на экипаже космического корабля. Кроме того, сам полет может пройти совсем не по плану, так как предусмотреть все риски и трудности просто невозможно. Каковы риски полета на Марс?
Влияние на психическое и физическое здоровье
Космическая радиация вредна для живых организмов. Астронавты в некоторой степени защищены, оставаясь внутри космического корабля. Однако, по оценкам исследователей, во время полета на орбиту Марса они получают дозу радиации, эквивалентную одному зиверту.
Для сравнения, годовая доза на Земле составляет 2,5 мЗв. Такое радиационное облучение может иметь крайне негативные последствия для нервной, сосудистой и пищеварительной систем путешественников. Кроме того, риск развития злокачественных опухолей возрастает в десять раз.
Кроме того, если космический корабль окажется в потоке высокоэнергетического солнечного ветра, никакая защита не сможет уберечь экипаж от смерти в результате острого радиационного поражения.
Помимо радиации, длительная невесомость представляет угрозу для здоровья космонавтов. В отсутствие гравитации опорно-двигательная и кровеносная системы быстро теряют тонус. Восстановление после полета занимает не менее двух лет, а последствия для здоровья могут преследовать путешественников до конца жизни.
Изолированное пространство, однообразное питание, чрезмерная усталость и другие издержки длительного космического полета могут негативно сказаться на психике первых путешественников на Марс. Это может привести к групповым конфликтам и даже к реальным психическим расстройствам.
Технические трудности
Невозможно предсказать точный сценарий полета. В любой момент может произойти отказ двигателя или столкновение с малыми космическими телами. Существует также вероятность попадания в солнечные ветры или марсианские пылевые бури.
Чтобы отправить людей на Красную планету, ученым необходимо оснастить лодки резервными двигателями. А также защитить жилые помещения от радиации и пыли. Это сложный и дорогостоящий процесс, и здесь нет места ошибкам.
Поэтому полет может состояться только в том случае, если все технические системы достигли почти совершенства. Тем не менее, риск гибели экипажа очень высок.