| Главная » Статьи и полезные материалы » Телескопы » Статьи » Сколько лететь до ближайшей звезды Хорошо фантастам, придумали себе «суперанабиоз», и вопрос времени уже не стоит, все равно полет проспишь. Или еще лучше какие-нибудь «звездные врата», с помощью которых герои «долетают» хоть в другую галактику за пару секунд. Рассчитать, сколько лететь до самой ближайшей звезды несложно, ведь это Солнце. И полет туда занимает даже при имеющихся технологиях месяцев 7–8. Но ведь имеются в виду другие объекты в космосе, которые гораздо дальше. «Через тернии к звездам»Забываем о Солнце и берем самую близкую к нашей системе звезду – часть тройной звездной системы Альфа Центавра, Проксиму Центавра. Рассчитать сколько времени лететь до ближайшей звезды, даже зная, что расстояние до Проксимы от Земли составляет 4,24 светового года, мешает неизвестность. Объясняем – вы привыкли, что дорога на работу из дома на авто у вас отнимает 1 час. Но что будет, если на маршруте случится пробка, авария, ретивый сотрудник ДПС? Время поездки увеличится в 1,5 и больше раз, и это всего на каких-то 25–30 км при средней скорости 60 км/час. Здесь же речь идет о световых годах – расстояниях, для преодоления которых свету при его скорости в вакууме 1 079 252 848 км/час требуются годы. Солнечная система относительно хорошо изучена, в то время как далекий космос для нас все еще загадка. И какие «пробки и гаишники» встретятся космическому кораблю на межзвездном маршруте, и сколько лет лететь до ближайшей звезды ему придется, мы можем только догадываться. Причем с крайне низкой долей вероятности успеха. Вторая проблема – топливо. Если рассматривать существующие ракетные двигатели, то даже до ближайшей звезды лететь пока не стоит. При максимальной скорости тех же ионных двигателей в 56 000 км/час, даже если в дороге ничего не помешает, полет на Проксиму Центавра займет около 80 000 лет! Все остальные варианты двигателей можно разделить на три категории: еще медленней, не существуют, не предполагают существования достаточного количества топлива. Солнце – ближайшая к Земле звезда. 4glaza.ru Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru. Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии: Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения: Все об основах астрономии и «космических» объектах:
|
com)
ru)
ru)
Что такое эклиптика (канал «Вселенная с Алексом Фордом», Youtube.ru)
ru)Сколько по времени лететь до Юпитера от Земли?
Минимальное расстояние от Юпитера до Земли составляет 588,5 млн.
км., а максимальное расстояние от Юпитера до Земли составляет 968.6 млн км.
Своей таинственностью космос во все времена привлекал внимание. Бурная фантазия гениальных людей породила огромное количество фильмов и книг, приоткрывающих космическую завесу неизвестности. Особый интерес вызывает газовый гигант Юпитер — пятая планета Солнечной системы.
Более доступная цель исследователей космоса – Марс. Однако ученые не теряют уверенность в том, что когда-то человечество покорит эту планету Солнечной системы. Юпитер интересен для обитателей Земли своими погодными условиями, а также наличием спутников, на которых расположены подповерхностные океаны. Изучение данных особенностей подталкивает ученых к мысли о том, что в этих местах может существовать жизнь.
Первоначально попробуем теоретически определить какой путь необходимо преодолеть к Юпитеру, и сколько времени уйдет на его преодоление.
Расстояние между Землей и Юпитером
Планеты движутся вокруг Солнца по орбите, которая является эллипсом.
Все космические тела перемещаются с разной скоростью. Соответственно расстояние между планетами всегда разное. Между Юпитером и нашей планетой наименьшее расстояние — 588 500 000 км (перигей). Максимальное расстояние называется апогей. В данном случае величина равна 968 600 000 км. Показатель средней удаленности примерно 780 000 000 км. Для наиболее быстрого перелета необходимо точно рассчитать период максимального сближения.
За какой период времени теоретически возможно долететь до Юпитера? В наше время однозначного ответа на поставленный вопрос не существует. К Юпитеру были отправлены ранее несколько спутников. Все они добрались к цели за разные временные периоды.
Расстояние между Землей и Юпитером
История полетов выглядит так:
- Pioneer 10 первым осуществил полет и был в пути 640 дней;
- Pioneer 11 достиг заданной цели за 606 суток;
- Voyager-1 оказался самым быстрым и долетел до самой большой планеты нашей системы за 546 дней;
- Voyager-2 для встречи с заданным объектом пришлось лететь 688 дней.
Все станции находились от газового гиганта на удаленном расстоянии.
Чтобы попасть на орбиту нужно еще больше времени. Чтобы не пролететь дальше, космическому аппарату необходимо замедлить скорость. Достичь результата и закрепиться на максимально возможной близости к планете смог космический зонд «Galileo». Долететь до Юпитера ему удалось за 2242 дня.
Намного быстрее с этим заданием справилась межпланетная автоматическая станция «Juno». Рекорд составил 1796 суток. Данный результат стал возможным благодаря наращиванию скорости вокруг нашей планеты, и мощного старта впоследствии ускорения.
В 2022 году Европейское космическое агентство планирует запуск еще одного спутника к Юпитеру, который по предварительным расчетам потратит не менее двадцати лет на достижение цели. Основное задание этого полета – изучение спутника Юпитера Европы. Именно здесь, не смотря на суровые условия, по предположениям сохранилась жизнь в океане.
Интерес представляют и другие спутники космического гиганта: Ганимед – мир с таинственными углублениями, Ио – с действующими вулканами, Каллистро – с масштабными кратерированными плато.
В наши дни наука развивается стремительно. Появляются новые типы двигателей, усовершенствуются корпуса космических аппаратов, возрастает допустимая скорость перелета, но ответить конкретно на вопрос о времени, необходимом на перелет к Юпитеру, пока трудно.
Мечты человека о полете на Юпитер вообще нереальны в наши дни
Перспектива запуска космического корабля с людьми на борту на данный момент просто недопустима. Газовый гигант представляет серьезную опасность для жизни человека. Межпланетный аппарат «Галилео» в момент полета вокруг Юпитера получил дозу радиации, которая превышает допустимую норму для жителей Земли в двадцать пять раз. Это смертельно опасно!
Еще одна трудность на пути к покорению газового гиганта – невероятно сильное магнитное поле.
Гравитационное воздействие настолько велико, что в случае попадания человека на эту планету, он не сможет пошевелить даже пальцем.
Вопрос о времени перелета от Земли до Юпитера изучается исключительно для космических аппаратов и спутников. Человеку о таком путешествии остается только мечтать и ждать, пока наука поможет минимизировать негативные воздействия гигантской планеты на наш организм.
Сколько времени занимает полет до венеры – все о космосе
Сколько по времени лететь до Луны?
Луна является естественным спутником Земли. Её основное влияние главным образом выражается в виде приливов и отливов, это связано с тем, что гравитация создает две выпуклости на противоположных сторонах планеты. Также орбита Луны расположена одновременно близко и далеко от Земли.
Сколько по времени лететь до Луны?Ученым пришлось потратить огромное количество времени, чтобы вычислить оптимальные траектории полета. Огромное значение имеет как сам летательный аппарат, так и тип используемого топлива, также большое влияние оказывает выбранная методика взлета и посадки.
В результате для достижения поверхности спутника человеку может потребоваться от нескольких суток до восьми часов.
Нюансы полетаТочное измерение дистанции стало возможным благодаря использованию лазерного оборудования, однако еще в более древние времена астроном Гиппарх сумел вычислить, что расстояние от Земли до Луны – примерно, 380 000 километров, оказавшись ближе всех к правде.
Именно расстояние, а также местонахождение небесного тела являются основными критериями в вычислении длительности полета.
В поисках оптимального решения ученые создали несколько теорий, согласно которым можно оптимизировать количество потраченного топлива и увеличить конечную точность приземления.
Орбита Луны является эллиптической, из-за чего расстояние между спутником и Землей постоянно меняется. Выглядит это следующим образом:
- перигей — это ближайшая точка, когда спутник подходит максимально близко к планете, в случае с Луной расстояние составляет от 356 400 до 370 400 км;
- апогей — противоположная точка орбиты, когда Луна, напротив, наиболее сильно отдаляется от Земли, в этом варианте расстояние составит более 404 000 км;
- средняя дистанция, или большая полуось, равна 384 999 км.
Для того чтобы преодолеть такое «малое» по меркам Космоса расстояние на самолете со скоростью 800 км/ч, понадобится около 20 дней. Известно, что корабли «Аполлон» могли долететь до Луны всего за трое суток, что уже намного быстрее. Если суметь разогнать аппарат до второй космической скорости (11 км/c), то человек сможет выйти на поверхность спутника уже через 10 часов.
Аппараты, способные долететь до ЛуныСамым технологически продвинутым полетом к Луне стал запуск зонда ЕКА SMART-1.
До спутника он добирался целых 410 дней.
В качестве силовой установки был использован революционный для 2003 года ионный двигатель, основным достоинством которого стала экономичность в расходе топлива.
За все путешествие зонд потратил лишь 82 килограмма топлива, закрепив за подобным способом звание самого экономичного и одновременного самого длительного.
Пять дней понадобилось китайскому спутнику Chang’e-1, чтобы добраться до орбиты Луны, при помощи обыкновенных ракетных двигателей. Однако ему пришлось некоторое время оставаться на орбите Земли, для того чтобы получить правильные координаты точки отправки. Это можно считать очень неплохим результатом, особенно учитывая, что это стандартная технология.
Наиболее быстрым пилотируемым полетом стала миссия «Аполлон». Астронавты отправились на ракете «Сатурн-5» и уже через трое суток достигли лунной поверхности. В состав экспедиции входил знаменитый Нил Армстронг.
Данный полет имел огромное значение для США, поскольку на нём базировалась вся национальная идея, требовавшая выполнения задачи по покорению спутника Земли.
Успешное её выполнение ознаменовало победу Америки над СССР в космической гонке.
Впрочем, перелеты можно осуществить и намного быстрее. Спутник, запущенный согласно проекту NASA «Новые горизонты», относящийся к исследованию Плутона, сумел преодолеть 380 000 километров всего за 8 часов и 35 минут.
Это стало возможным благодаря тому, что с самого начала спутник имел сильное ускорение в 58 000 км/ч, данный шаг был обусловлен задачей по преодолению солнечной гравитации, что сделало возможным достижение Луны в более менее приемлемые для человека сроки.
Однако следует учитывать перегрузки, которые испытывает организм во время подобного полета, а это, в свою очередь, серьезно осложняет всю задачу, делая настоящей головоломкой для инженеров.
ЗаключениеТем не менее, никакие препятствия и сложности не смогли помешать образованию туристических агентств, которые способны отправить человека в Космос на уик-энд.
Подобных туров существует всего несколько, причем в их числе есть как долгие, когда используются ионные двигатели, так и быстрые, в таком случае клиент будет возвращен обратно всего через несколько дней. Однако следует учитывать, какие средства выделяются для осуществления хотя бы одного полета.
На данный момент Космос обходится слишком дорого даже государствам, поэтому о простых, даже относительно богатых людях говорить не стоит.
Развитие современных технологий идет очень большими темпами. Уже скоро человечество сможет начать колонизацию и строительство долговременных баз на ближайших космических объектах.
Тем не менее, вопрос «Сколько по времени лететь до Луны?» будет открытым из-за появления новых, более эффективных транспортных средств, а также более качественного топлива, которое будет давать намного больше энергии, что позволит серьезно увеличить скорость нынешних космических аппаратов.
Сколько времени нужно лететь на космическом корабле до Луны
Главная > Маршруты > Сколько потребуется лететь на ракете от Земли до Луны
Космос всегда интересовал человека. Далёкий, неизведанный и таинственный: возможности космических путешествий и открытие новых далеких миров неизменно волновали человека.
Ближайшим к нам небесным телом является земной спутник Луна, поэтому неудивительно, что ещё на заре освоения космоса человек пытался долететь именно до этого небесного тела.
Расскажем вам о том, сколько нужно лететь до Луны и поговорим об истории ее освоения.
Битва за космос: история освоения
Советский Союз первым смог отправить человека в космос, выиграв тем самым негласное соревнование с Соединенными Штатами Америки. В ответ на это США стали развивать свою лунную программу, которая подразумевала первоначально орбитальные облеты спутника, а в последующем и высадку людей на Луну.
Сколько средств ушло на данную программу подсчитать невозможно.
Специалисты отмечают, что в сопоставимых ценах реализация этой программы оценивается в 500 миллиардов долларов.
Специально для таких полетов НАСА разработало ракету Сатурн 5, которая позволяла добраться до Луны за 3-4 дня.
Этот ракетоноситель был самой мощной на те времена ракетой, которая могла покрыть огромное расстояние в несколько сотен тысяч км от Земли до нашего спутника на максимально короткий срок.
Первым человеком, ступившим на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг, который в 1969 году в составе миссии Аполлон 11 смог посадить лунный модуль неподалеку от моря Спокойствия.
В последующем было отправлено несколько успешных американских пилотируемых миссий, а в общей сложности на поверхности спутника побывало около десятка астронавтов, которые провели многочисленные исследования и привезли на Землю более 20 килограмм лунного грунта.
Спустя несколько лет интерес к Луне угас, и было решено свернуть дорогостоящую программу полетов.
Объясняется подобное дороговизной пилотируемых полетов, поэтому в США и в Советском Союзе решили сконцентрировать свое внимание на околоземном исследовании космоса и строительстве обитаемых станций на орбите Земли.
Летать на орбиту Земли было куда проще и дешевле, а создание орбитальной станции позволило существенно продвинуться в развитии исследований космоса.
Интерес к далеким полетам угас почти на 30 лет.
Лишь сегодня, когда человечество задумывается об исследовании и колонизации Марса, вновь появился интерес к нашему спутнику, который рассматривают в качестве возможной перевалочной базы для далёких межпланетных перелетов. Человечество сделало существенный шаг вперёд в области ракетостроения, что позволяет не только удешевить такие полеты, но и сделать их намного быстрее и безопаснее.
История покорения:
- 1959 год – советский исследовательский аппарат впервые достиг нашего спутника.
- 1966 год – первая успешная посадка аппарата.
- 1969 год – высадка экспедиции Нила Армстронга.
- 1972 год – последний на сегодняшний день полет человека на Луну.
Сколько лететь до Луны
Спутник вращается вокруг Земли по слегка приплюснутой эллиптической орбите. Поэтому расстояние от Земли до Луны может меняться от 355 до 404 тысяч километров. Многим из нас сложно представить подобное расстояние от Земли до Луны. Чтобы преодолеть такой путь, потребуется:
- Если идти пешком, то потребовалось бы 9 лет непрерывной ходьбы.
- На автомобиле, который движется со скоростью около 100 километров в час, можно было бы добраться до Луны за 160 дней.
- На самолете, способном разогнаться до 800 км/ч, лететь нужно около 20 суток.
- На космическом корабле Аполлон, который разгонялся до скорости в несколько тысяч км в час, можно было добраться до Луны за 72 часа.
- Время полета на современном космическом аппарате составляет 9 часов.
Теоретически, полёт на Луну на современных ракетах, даже несмотря на удаление в 380–400 тысяч километров, не представляет особой сложности.
Не требуется подбирать время для старта ракетоносителя, так как минимальное и максимальное расстояние до спутника не столь велико.
Длительность таких перелетов составляет лишь несколько дней, что позволяет решить проблема радиации в космосе, которая увеличивается при вспышках на Солнце.
Современные тяжелые ракетоносители, которые разрабатываются специально для полета на Марс, могли бы также использоваться для перелетов до Луны и обратно. В данном случае полёт на расстояние в 400 тысяч км занял бы 15–17 часов в одну сторону.
Единственный нюанс подобных полетов состоит в том, необходимо первоначально обустроить лунную базу, где бы приземлялись спускаемые модули, что и позволило бы проводить исследование нашего спутника или даже жить на базе в течение определённого времени.
Перспективы дальних полетов и исследовательских миссий
Споры о целесообразности исследования Луны и полетов на наш спутник не утихают и по сей день.
Если первоначально на заре исследования и покорения человеком космоса интерес к таким полетам, даже несмотря на расстояние в несколько сотен тысяч км, был чрезвычайно высок, то в последующем люди просто поняли бесперспективность обустройства базы на Луне, которая не имела каких-либо полезных ископаемых, что и делало такие дорогостоящие полеты попросту бессмысленными.
Однако сегодня, когда человечество задумывается о первых полетах на Марс и колонизации Красной планеты, именно Луна на некоторое время может стать перевалочной базой, что, в свою очередь, упростит дальние межпланетные перелеты. Наш спутник может фактически стать испытательным полигоном, что и позволит в последующем заселять Марс и другие пригодные для жизни планеты.
С развитием технологий существенно упростились полеты к нашему естественному спутнику, а обустройство тут обитаемой базы уже не кажется чем-то из разряда фантастики.
Лететь до Луны стало проще и безопаснее. В ближайшие десять лет подобные перелеты, несмотря на расстояние до Луны в почти 400 тысяч км, станут обыденным делом, а человек вновь вернётся к исследованию дальнего радиуса Земли.Сколько лететь до Марса по времени
Марс всегда привлекал к себе внимание ученых, писателей-фантастов и простых обывателей. Близость к Земле этой планеты позволяет ее рассматривать как ближайшую цель в будущих межпланетных путешествиях
Сколько часов, дней, месяцев человеку лететь до Марса?
Давайте представим, что мы отправимся в полет на Марс, подгадав вылет так, чтобы нам потребовалось преодолевать минимальное расстояние. В таком случае аппарат, летящий с такой же скоростью что и Saturn-V, долетит до места назначения примерно за 870 часов или 36 земных дней.
А теперь представим, что на Марсе нам не понравилось и мы захотим домой, то лучше нам возвращаться поскорее.
С каждым месяцем срок на обратное путешествие будет увеличиваться.
В 2027 году на обратную дорогу на Землю нам понадобится уже 258 дней (8.6 месяцев).
Хотя есть вариант дождаться 2035 года и снова полететь по короткому маршруту за 36 дней.
Сколько лететь со скорость света?Свет от Марса достигают Земли в течение 3 минут, когда планеты находятся на ближайшем друг от друга расстоянии. Именно столько времени потребовалось бы человеку, чтобы достичь этой планеты на космическом корабле, двигающемся со скоростью света.
Почему время необходимое на полет до Марса постоянно меняется?Первый корабль, который долетел до Марса, был Mariner4 в 1964 году. Сделал он это за 228 дней. После были произведены запуски еще нескольких кораблей, и каждый раз время полета отличалось друг от друга в большую или меньшую сторону.
Если учесть, что скорость современного космического корабля составляет 20 000 км/час, то можно просчитать, что полет на нем займет 115 дней.
Но тогда не понятно, почему на практике все посланные туда корабли добираются гораздо дольше.
https://www.youtube.com/watch?v=t-GxCnaIxTA
Совсем недавно полет исследовательского зонда равнялся более 8 месяцев. При современном развитии технологий путешествие на Марс может занять от 150 до 300 дней.
Такой разброс связан с влиянием на время прохождения маршрута целого ряда факторов:
- стартовой скорости;
- расположения планет относительно друг друга;
- заложенной траектории полета;
- количества топлива.
Все объясняет движение планет по своей орбите вокруг Солнца. Поэтому невозможно сделать прямой запуска ракеты.
Ведь пока она долетит до Марса, он уже успеет далеко продвинуться по своей орбите. Поэтому чтобы точно рассчитать, сколько времени лететь, надо закладывать расчеты на опережение.
То есть теоретически надо просчитать то место, куда продвинется Марс за время полета ракеты, и именно туда ее и направить.
Второй очень важной проблемой является количество затрачиваемого топлива. Сегодня именно он является приоритетной задачей для космических инженеров. Корабли сегодня запускаются по такой траектории, которая позволяет добиться максимальной экономии горючего.
Сколько километров до Марса?
Марс – это четвертая планета от солнца и вторая относительно земной орбиты. Так как Солнце удерживает все планеты на различных орбитах, то расстояние до Марса от Земли постоянно меняется. Когда впервые был сделан снимок с помощью телескопа Хаббл, это расстояние составляло 55 млн.км.
На таком расстоянии планеты бывают один раз в течение года, именно в это время туда посылаются разведывательные станции. Учеными было высчитано, что если Марс будет находиться в определенной точке орбиты, называемой Перигелия, а Земля в точке Афелия, расстояние между ними составит 54,6 млн. км.
Однако такого расположения планет человечество пока не наблюдало.
Сколько по времени лететь человеку на Марс?Над этой задачей сегодня работают многие специалисты в различных странах. Для ее решения потребуется совершенно новый вид топлива.
И к тому же надо что-то делать с восприимчивостью человека к различным видам космической радиации. Она скапливается практически во всех частях его тела и не выводится потом до конца жизни.
Если организм космонавта не будет защищен от радиации, то он не сможет продержаться в космосе и двух часов.
Поэтому так важно решить проблему того, сколько лететь на ракете. С уменьшением времени будет сведен к минимуму риск получить космическое облучение, а также потребуется меньшее количество запасов, необходимых космонавтам для жизни.
Для того, чтобы вернуться с Марса домой космонавтам придется ждать следующего противостояния. А это занимает довольно много времени. По последним подсчетам оно может доходить до 16 месяцев.
При этом надо учесть, что после противостояния Земля стремительно убежит вперед, так как у нее более высокая орбитальная скорость.
Поэтому спустя три месяца планеты настолько сильно отдаляться друг от друга, что вернуться на землю космонавты не смогут.
Ученые посчитали, для того, чтобы сделать возможным полеты с Земли на Марс космические корабли должны развивать скорость 18 км/с. А для удешевления миссии осуществлять отправку межпланетных кораблей с Луны. Поэтому для удачного времени полета важно вычислить время оптимального расстояния от Луны до Марса.
А пока при современном уровне развития космической науки такая экспедиция на Марс может занять около двух лет. И поэтому полеты на эту загадочную планету остаются делом будущего. Нам остается верить и ждать, когда в распоряжении у человека появятся новые технологии, которые позволят построить суперскоростные марсианские корабли, использующие суперэкономное горючее.
Полет к Венере
Таинственный манящий блеск Венеры мы можем наблюдать то вечером, то утром. В глубокой древности люди принимали Венеру за две звезды: вечернюю – Веспер и утреннюю – Люцифер.
Однако древнегреческому ученому Пифагору уже было известно, что в действительности это только одна звезда. Позднее этой яркой звезде присвоили имя богини любви и красоты – Венеры, как бы воплотившей в себе образ прекрасной недоступной женщины.
Не случайно в качестве обозначения Венеры астрономы избрали изображение ручного зеркала – эмблемы женственности и красоты.
В результате многовековых наблюдений было установлено, что Венера движется вокруг Солнца почти по круговой орбите на среднем расстоянии от него в 108 миллионов километров, совершая полный оборот за 224 суток 16часов 49 минут. Средняя скорость ее движения по орбите составляет 35км/сек.
Венера – ближайшая к нам соседка из внутренних планет Солнечной системы. Ее орбита расположена внутри орбиты Земли. Плоскости орбит этих планет пересекаются под небольшим углом, составляющим всего около 3,5 градуса. Взаимное расположение Земли и Венеры непрерывно меняется из-за различия их периодов обращения вокруг Солнца. Поэтому в.
процессе орбитального движения Венера периодически занимает относительно Солнца и Земли два диаметрально противоположных положения, получивших названия нижнего соединения (Венера находится между Солнцем и Землей) и верхнего соединения (Солнце находится между Землей и Венерой).
Минимальное расстояние между Землей и Венерой, соответствующее нижнему соединению, составляет около 42 миллионов километров, а максимальное, в верхнем соединении, – 258 миллионов километров. Нижнее соединение, как и верхнее, повторяется через 584 суток.
Точно через такой же период времени повторяется и любое другое взаимное положение планет и это определяет периодичность запусков космических станций к Венере.
Из-за несовпадения плоскостей орбит Земли и Венеры в момент нижнего соединения Венера чаще всего отклоняется вверх или вниз (по отношению к плоскости орбиты Земли) от прямой, соединяющей центры планет. Однако существуют такие соединения, когда Венера все же оказывается на этой прямой. Они именуются явлением прохождения Венеры через диск Солнца.
Эту картину можно наблюдать даже невооруженным глазом. Но стать свидетелем этого интересного явления может далеко не каждый желающий, поскольку периодичность его составляет последовательность 8 и 105,5 лет; 8 и 121,5 лет. Последний раз это явление наблюдалось 9 декабря 1874 года и 8 декабря 1882 года.
Оно повторится вновь только 8 июня 2004 года и 6 июня 2012 года.
Исследованию Венеры с помощью автоматических межпланетных -станций предшествовало решение целого комплекса сложнейших научно-технических проблем. С позиций космической баллистики эти проблемы сводятся к следующему:
1. Выбор способа старта с Земли, обеспечивающего возможно меньшую скорость движения станции в конце активного участка полета. Это позволит вывести на траекторию полета к Венере наибольший полезный груз и снизить стартовый вес и габариты ракеты.
2. Определение такого режима полета станции и времени старта, чтобы, преодолев силу земного притяжения и в последующем двигаясь под действием силы протяжения Солнца, она могла бы в заранее назначенной точке космического пространства встретиться с Венерой.
3. Выбор времени полета.
При слишком большой продолжительности полета возрастает опасность столкновения станции с микрометеорами и вероятность выхода из строя элементов аппаратуры ‘Станции под воздействием факторов космической среды.
При этом время достижения Венеры должно быть выбрано так, чтобы в момент входа станции в атмосферу Венеры она должна быть видна из центра дальней космической связи, расположенного на территории Советского Союза.
4. Определение такого расположения Земли и Венеры и соответствующий ему межпланетной траектории, чтобы в момент встречи Венера была возможно ближе к Земле. Этим обеспечивается надежность радиосвязи на заключительном этапе полета станции.
5. Выбор такой траектории полета, чтобы скорость входа станции в атмосферу Венеры была по возможности наименьшей. При этом уменьшаются перегрузка и величина нагрева, воздействующие на спускаемый аппарат, что позволит уменьшить вес его конструкции и теплозащиты.
Конечно, некоторые из этих требований являются противоречивыми и их невозможно удовлетворить все одновременно.
Поэтому перед баллистиками возникает задача отыскания некоего компромиссного решения, отвечающего в какой-то степени всем выдвинутым требованиям.
В силу этих причин выбор траектории полета к Венере является довольно сложным делом, связанным с многочисленными расчетами и анализом получающихся результатов.
Вся траектория межпланетного полета может быть условно разделена на три следующих основных участка:
– полет в сфере действия Земли;
– движение под притяжением только одного Солнца;
– полет в сфере действия планеты-цели (Венеры). Такое разделение траектории носит условный характер и возникло только из-за того, чтобы как-то упростить решение задачи расчета ее.
Мы уже не раз говорили о том, что даже такая “простая” задача, как движение космического аппарата под влиянием притяжения только Земли и Луны, представляемых в виде материальных точек, не имеет аналитического решения и поэтому может быть исследована только численными методами. В межпланетном полете условия задачи еще больше усложняются.
Здесь в качестве действующих сил выступают, кроме Земли и Луны, еще Солнце и планеты Солнечной системы. В настоящее время отсутствуют даже какие-либо намеки на возможность отыскать решение этой задачи. Поэтому инженерам приходится довольствоваться одними численными, методами.
Но численные методы, как мы уже знаем, при расчетах большого числа вариантов межпланетных траекторий очень трудоемки даже для современных быстродействующих электронных вычислительных машин.
В силу этого обстоятельства баллистики и избрали упрощенный, приближенный способ расчета траектории, основывающийся на том, что вся траектория разбивается на участки по сферам действия планет. Внутри каждого участка для описания движения стала применимой теория эллиптического движения, т. е.
на вооружение были взяты конечные формульные зависимости, значительно упрощающие и ускоряющие процесс расчета траектории. Разумеется, получающийся при этом результат носит приближенный характер, но по своей точности он, как правило, удовлетворяет требованиям проектирования полетов и качественного анализа характеристики движения. Когда же дело касается расчета траектории полета станции, то, конечно, здесь в обязательном порядке привлекаются строгие численные методы.
Рассмотрим теперь особенности и характеристики траекторий полета к Венере.
Старт с Земли. Старт с Земли в силу тех же самых причин, которые были рассмотрены при старте космических аппаратов с целью полета к Луне, целесообразно проводить с орбиты спутника Земли. Именно по этому способу начинали свое космическое путешествие советские и американские станции, направлявшиеся к Венере или Марсу.
Итак, предположим, что, покинув орбиту спутника Земли и достигнув второй космической скорости, станция устремилась в космическое пространство. Имея громадный запас кинетической энергии, она начнет быстро удаляться от Земли. Однако за счет непрекращающегося притяжения Земли с каждой секундой и с каждым километром высоты скорость станции будет уменьшаться.
На высоте 1000 км она снизится до 10,403км/сек. Конечно, по мере роста высоты притяжение Земли будет убывать и поэтому темп уменьшения будет снижаться. На высоте 10000 км скорость полета станет 6,983км/сек, а по достижении высоты 100000 км она составит всего 2,740км/сек.
Непрерывно-уменьшая свою скорость, станция будет постепенно удаляться от Земли, но когда дойдет до границы сферы действия Земли, ее запас кинетической энергии будет практически исчерпан.
Поэтому скорость станции относительно Земли окажется очень малой… Значит, достигнув второй космической скорости, станция, преодолев силу земного тяготения, не упадет обратно на поверхность Земли, но и не удалится от ее орбиты, начав двигаться вокруг Солнца по почти одинаковой с Землей орбите.
Отсюда следует, что для полета к Венере или Марсу необходимо стартовать от Земли со скоростью, превышающей вторую космическую. Тогда, покинув Землю, за границей сферы ее действия станция будет иметь некоторый запас скорости, достаточный для искривления орбиты и достижения планеты-цели.
Забегая вперед, можно сказать, что для полета к Венере станция за пределами сферы действия Земли должна иметь скорость относительно Земли 2,494км/сек. Для этого ракета должна стартовать с Земли со скоростью 11,464км/сек, т. е. полет внутри сферы действия Земли будет совершаться по гиперболической траектории.
Для полета к Марсу потребуется скорость удаления от Земли не менее 2,943км/час, а скорость отлета соответственно должна быть равна 11,570км/сек.
Понятно, что величина скорости старта с орбиты спутника Земли для полета в межпланетное пространство будет существенным образом зависеть от высоты этой орбиты.
Потребная скорость старта для достижения одной и той же скорости удаления с ростом высоты спутника уменьшается. Например, для полета к Венере при старте с орбиты спутника высотой 200 км необходима скорость отлета 11,296км/сек, а со стационарной орбиты (H = 35809,4 км) – 5,015км/сек.
Если старт производить с Луны, то ракета должна вначале преодолеть притяжение Луны, а затем, выйдя из сфер ее действия, – притяжение Земли. Несмотря на это, скорости отлета от Луны для достижения заданной скорости удаления от Земли получаются значительно меньшими.
Например, для полета к Венере с оптимальной скоростью удаления (2,494км/сек) от Земли при старте с орбиты спутника Земли потребуется скорость 11,296км/сек. В то же время при старте с поверхности Луны она уменьшится до 3,017км/сек.
Эти данные сулят заманчивые перспективы использования Луны в качестве естественного космодрома нашей планеты. Развивая идеи К. Э. Циолковского, еще в 30-х годах эта мысль была высказана одним из его первых последователей Ю. В. Кондратюком.
Главное преимущество старта с Луны или ее спутников заключается в требовании значительно меньших скоростей отлета.
Рис. 93. Траектория прямого полета с Земли на Венеру: 1 – Земля; 2 – траектория полета космического аппарата; 3 – Венера в момент прилета аппарата; 4 – Венера в момент старта аппарата с Земли
Межпланетная траектория. Самый простой путь к Венере – полет по наикратчайшему расстоянию.
Он может быть осуществлен, если станция, образно говоря, будет “падать” на Венеру с высоты орбиты Земли (рис. 93). Чтобы попасть в Венеру, в момент встречи со станцией она должна находиться в нижнем соединении.
“Падение” станции на Солнце может начаться только тогда, когда скорость ее движения по орбите вокруг Солнца после старта с Земли должна равняться нулю.
Так как Земля движется вокруг Солнца со скоростью 29,76км/сек, то станции при отлете с Земли необходимо сообщить именно эту скорость, но направить ее навстречу орбитальному движению нашей планеты. Кроме того, необходимо еще добавить скорость на преодоление силы земного притяжения.
Расчеты показывают, что в этом случае при старте промежуточной орбиты спутника Земли станция должна приобрести скорость, обеспечивающую “падение” на Солнце, – около 31,8км/сек. На современном уровне развития ракетной техники это пока недостижимая величина.
Но если все же допустить возможность получения такой скорости, то станция в своем “падении” преодолеет расстояние между планетами, равное 42 млн. км, всего за 25 суток. Однако существует еще один недостаток, связанный с перелетом на Венеру по кратчайшему пути. В момент встречи станции с планетой наземные пункты управления не смогут принять с борта станции никакой информации. Станция по отношению к Земле будет проектироваться на диске Солнца, и мощные солнечные излучения поглотят в себе слабые сигналы станции.
В силу указанных причин специалистами стали изучаться иные траектории полета к Венере, соответствующие минимальной скорости отлета. Строгий математический анализ показал, что энергетически оптимальной траекторией является эллипс, в одном из фокусов которого лежит Солнце.
Афелий этой орбиты (напомним, что афелий есть точка эллиптической орбиты, наиболее удаленная от Солнца, а перигелий – наименее удаленная) должен касаться орбиты Земли, а перигелий – орбиты Венеры (рис. 94).
Траектория полета к Венере будет иметь следующие характеристики:
– скорость старта с орбиты спутника Земли 11,46км/сек;
– скорость удаления от Земли 2,49км/сек;
– пройденный путь до момента достижения Венеры 804,2 млн. км;
– продолжительность полета 146,1 суток;
– расстояние между Землей и Венерой в момент прилета станции 90 млн. км.
Рис. 94. Орбита перелета с Земли на Венеру с минимальным расходом топлива: 1 – точка старта с Земли; 2 – точка прилета на Венеру; 3 – орбита перелета
Однако, несмотря на хорошие энергетические данные, полет по такой траектории имеет и свои недостатки.
Первый недостаток заключается в сложности вывода станции на орбиту. Для выхода на такую орбиту на границе с сферой действия Земли станция должна иметь Скорость примерно 2,5км/сек и должна быть направлена строго в сторону, противоположную движению Земли. Ошибка в скорости выведения всего в 1м/сек приведет к тому, что станция пролетит мимо Венеры на расстоянии 70 тыс. км.
Второй недостаток состоит в относительно большой продолжительности полета, составляющей 5 месяцев, и в значительном расстоянии между планетами в момент встречи с Венерой. К настоящему времени ракетная техника сделала заметные успехи, и на повестку дня стали ставиться вопросы сокращения продолжительности полета в ущерб экономии энергии.
Поэтому полеты с минимальной скоростью уже не рассматриваются как единственно возможные. Пути сокращения времени полета вышли из кабинетов баллистиков и конструкторов и реализуются на практике.
Продолжительность полета станций “Венера-5” и “Венера-6” составляла немногим более трех месяцев вместо требуемых условиями минимума энергии пяти месяцев полета.
Траектории полета, отличающиеся различной продолжительноностью, занимают некоторое промежуточное положение между оптимальной (продолжительность 146 суток) и прямолинейной (продолжительность 25 суток).
Исходя из весовых и конструктивных соображений, а также учитывая возможности работы средств наземного командно-измерительного комплекса, были выбраны траектории продолжительностью 3 – 4 месяца. Тогда расстояние между Землей и Венерой в момент встречи оказывается равным примерно 70 млн. км. Солнце при этом не мешает радиосвязи.
Этим характеристикам перелетной траектории отвечает определенная конфигурация планет: Земля в момент отлета станции должна опережать Венеру в угловом движении вокруг Солнца примерно на 45° (рис. 95).
Отсюда также вытекает возможная периодичность запуска станций -584 суток, поскольку спустя это время взаимное положение планет повторяется.
Однако отклонение от относительного времени старта в ту или иную сторону на несколько суток практически мало сказывается на энергетике полета и только этим объясняется, что для взлета станций “Венера-5” и “Венера-6” были выбраны даты 5 января и 10 января 1969 года. Продолжительность полетов для этих стартов составили соответственно 131 и 127 суток, так что при стартах станций с интервалом в 5 суток прилет их к Венере произошел с интервалом в 1 сутки.
Рис. 95.
Межпланетная орбита при полете с Земли на Венеру за 70 суток: 1 – Земля в момент старта; 2 – Земля в момент прилета на Венеру; 3 – Венера в момент старта с Земли; 4 – Венера в момент прилета на нее
Выбор траекторий и режимов полета межпланетных космических кораблей является чрезвычайно ответственной и вместе с тем увлекательной научной задачей.
В этой области баллистики много сделал наш замечательный соотечественник, энтузиаст и фанатик космических идей К. 3. Циолковский, создавший принципиальные решения основных вопросов космической техники и баллистики. Дальнейшее развитие вопросов межпланетных путешествий выполнили советские ученые Ф. А. Цандер, Ю. В. Кондратюк, А. А.
Штернфельд, немецкие ученые В. Роман и Г. Oбepт. В настоящее время количество работ, посвященных этому направлению, значительно умножилось. Вспомните, например, весьма обстоятельную книгу К. Эрике “Космический полет” или многочисленные работы нового поколения советских ученых Д. Е. Охоцимского, В. А. Егорова, Ю. А. Рябова и многих, многих других.
Однако бурное развитие техники, накопление опыта межпланетных полетов ставит перед всеми специалистами, готовящими и обеспечивающими полет космических аппаратов, новые, более сложные проблемы. В решении их не последнюю роль играет и космическая баллистика. Дальнейший прогресс ее – дело ближайшего будущего.
Условия полета на Марс
Движение планет определяет время, когда можно осуществить экспедицию и продолжительность самой экспедиции. Обычно рассматривают два сценария экспедиции на Марс.
Первый сценарий известен давно и основан на очевидных траекториях перелета между орбитами планет. Назовем его классическим вариантом экспедиции [1].
Здесь перелеты Земля – Марс и Марс – Земля обычно симметричны, а экипаж ожидает на орбите Марса удобной конфигурации планет. Общая продолжительность экспедиции около 3 лет.
Другой вариант, назовем его скоростной вариант, предполагает полет к Марсу всего на 30 суток и возвращение по траектории, пересекающей орбиту Венеры [2] (рис.1).
Здесь экспедиция длится примерно на один год меньше чем в классическом варианте. Последний вариант часто выбирают исходя из соображений минимума пребывания экипажа в дальнем космосе.
Предполагается, что таким образом можно уменьшить негативное влияние радиации и невесомости.
Рис.1. Проект экспедиции по быстрому варианту от РКК «Энергия» [3].
Экспедиция продлится примерно 550 суток.
Продолжительность экспедиции и время старта зависит от энергетики и типа используемых двигателей.
Различают двигатели большой тяги, которые сообщают кораблю необходимую скорость так сказать за один прием и двигатели малой тяги которые работают долго и корабль постепенно набирает скорость.
Зато такие двигатели благодаря большому удельному импульсу позволяют брать меньше топлива или увеличить массу полезной нагрузки. Такая возможность была очень соблазнительной для конструкторов, и было предложено много проектов с использованием двигателей малой тяги.
К сожалению, для таких двигатели еще не завешен этап опытно-конструкторских работ. Из-за того, что ускорение создаваемое двигателями малой тяги очень мало корабль медленно набирает скорость. Это увеличивает продолжительность разгона вблизи Земли или Марса и в целом никак не уменьшает время перелета.
С другой стороны быстрый вариант экспедиции предполагает исследования, на орбите Марса включая посадку, всего в течение порядка 30 суток (рис.1). Сомнителен научный результат такой миссии. Поскольку научные исследования требуют скрупулезности, и последовательности, поспешность здесь неуместна.
Поэтому ниже обсуждается только классический вариант, которых хоть и более продолжителен, но позволяет провести серьезные исследования Марса.
По любому сценарию, где используются перелеты по экономичным траекториям и двигатели большой тяги старт к Марсу возможен в течение всего 20 суток в так называемое окно старта, которое начинается за 96 суток до очередного противостояния. Учитывая еще и энергетические соображения, окно для старта оказывается еще уже.
Рис.2. Орбиты планет и противостояния Марса.
Противостояния Марса случаются обычно летом или в начале осени и повторяются каждые два года. На рис. 2 показаны даты противостояний Марса и орбиты планет. Поэтому старт возможен примерно за три месяца до очередного противостояния. Хорошо лететь в год великих противостояний, которые повторяются каждые 15 или 17 лет. В год великого противостояния расстояние между Марсом и Землей минимально.
Ближайшее великое противостояние будет в июле 2018 г. Однако, в годы великих противостояний на Марсе часто бушуют сильные пылевые бури, которые могут затруднить исследования в первые месяцы экспедиции.
Однако изучение развития самой пыльной бури так же представляет научный интерес. Если главная цель иная, то следует проводить пилотируемую экспедицию либо на один двухлетний цикл раньше либо на один цикл позже.
Поскольку разница в расстоянии между планетами вблизи положения великого противостояния не слишком велика.
Само окно для старта открывается с интервалом в 780 суток. Поэтому запуск первого транспортного корабля следует осуществить за 2 года и примерно 50 дней до запуска второго корабля.
Минимальная скорость отлета при старте с орбиты высотой 200 км составляет 3.613 км/с. Траектория соответствует так называемой гомановской траектории. Она проходит по касательной к орбите Марса (I на рис.3) [4]. На рис.
3 показано положение Земли и Марса в момент старта для трех вариантов экономичных траекторий. Гомановская траектория наиболее экономична с точки зрения расхода топлива, но она самая длительная по времени перелета.
В этом случае продолжительность перелета составит 258.9 суток.
Рис. 3. Экономичные траектории для полетов к Марсу
Существуют еще две траектории (II и III), которым соответствуют начальные скорости 3.846 км/с и 4.046 км/с. Время перелета по траектории II составляет уже 164.5 дня, а время перелета по траектории III составит 144.1 дня.
Видно, что между I и II траекторией есть существенная разница во времени перелета, которая достигает 3 месяцев. Разница же в необходимой скорости старта составляет всего 0.2 км/с.
Потребное приращение скорости между II и III траекторией составляет те же 0.2 км/с, но экономия времени составит всего 20 суток или 14% от времени перелета, что уже не является критической величиной.
Поэтому наиболее рациональной для пилотируемого перелета является траектория II и траектория I для грузового корабля.
Поскольку траектория II и III пересекают орбиту Марса, то возможно новая встреча с планетой, если в первый раз это не удается сделать. На рис. 3 эти точки встречи показаны цифрами со штрихами. Время перелета до нового сближения с планетой составить 419 суток и 497.6 суток соответственно для траекторий II и III.
Однако как видно точка 2’ совсем не удобна для выполнения каких-либо маневров, так как между Землей и Марсом будет находиться Солнце. Тем не менее, подобный вариант с двумя пролетами мимо Марса может быть полезным при отказе по техническим причинам от выхода на орбиту Марса.
Тогда можно дважды провести исследования планеты хотя бы с пролетных траекторий.
Поскольку плоскости орбит Земли и Марса не совпадают, существует дополнительные трудности для перелетов в те или иные временные интервалы. Кроме того, следует учитывать большой эксцентриситет орбиты Марса. Из-за этого оптимальное время старта приходится на тот момент, когда Земля пересекает линию узлов Марса (рис.4).
Можно ожидать, что ситуация подобная великому противостоянию 1971 г. повторится 2018 г. Тогда противостояние должно наступить в начале июля. Соответственно прохождение Землей линии узлов будет происходить в начале мая.
Старт же следует осуществить за три месяца до противостояния или в начале апреля. Тогда мы получаем что, запустив корабль в начале мая, мы автоматически попадем в плоскость орбиты Марса, так как старт происходит вблизи линии узлов (рис.4).
Такой перелет позволит увеличить массу полезной нагрузки.
Если лететь по гомановской траектории с угловой дальность 180°, то прибытие к Марсу произойдет в январе 2019 года. Если лететь по более быстрой траектории II, то прибытие ожидается конце октября 2018 г.
Благоприятная конфигурация для обратного старта наступает, когда Марс немного опережает Землю. Для траектории II опережение должно составить 42,6°. Такая ситуация возникает в апреле 2020 г.
На рис. 4 отмечены одинаковыми цифрами положения планет в один и тот же момент времени.
Предположим, что окно для старта откроется в апреле 2018 г. Рассмотрим возможный сценарий пилотируемой экспедиции.
· Старт 15-20 апреля 2018 г. (1)
· Перелет к Марсу 162 суток (синяя кривая).
· Прибытие в окрестности Марса в сентябре 2018 г. (2)
· 20-25 сентября 2018 г.- выход на орбиту вокруг Марса (2).
· Октябрь 2018 г. – стыковка с техническим модулем, начало исследовательского этапа экспедиции (2).
· Примерно 1.5 года проводятся исследования с орбиты Марса. Высадка (3). Возможности для посадки на Марс рассмотрим дальше.
· Март 2020 года завершение исследовательского этапа, подготовка к возвращению.
· 20 апреля 2020 г. – старт к Земле (4).
· Перелет к Земле – 160 суток (оранжевая кривая)
· Посадка – октябрь 2020 г. (5)
Общая продолжительность исследовательского этапа на орбите Марса 1 год и 6 месяцев.
Продолжительность экспедиции 2.5 – 2.7 года.
Однако перелеты могут быть совершены и за более длительный срок, например, за 250 суток, тогда соответственно уменьшится время работы на орбите Марса
Продолжительность экспедиции должна рассчитаться из выражения:
Тпол = Тс + 2×Тз, где Тс = 780 суток (26 месяцев) или синодический период для Марса. И надо прибавить удвоенный интервал от момента старта до противостояния планет.
Если старт происходит за 90 дней до противостояния, то получим полную продолжительность 960 суток или 32 месяца, или 2 года и 8 месяцев.
Скорее всего, более точные расчеты для сценария пилотируемого этапа позволят сократить это срок на 1-2 месяца.
Данный вариант рассчитан при условии, что противостояние в 2018 г наступит 27 июля[5], а старт должен предшествовать противостоянию примерно на три месяца. Однако сдвиг противостояния на несколько дней или недель приведет к сдвигу времени старта только лишь сдвинет сроки, но не изменит всей программы по сути.
Любопытно, что сокращение времени перелета мало влияет на общую длительность экспедиции. Для случая перелета по самой медленной траектории экспедиция продлится 972 суток против 964 суток для быстрой траектории.
Для посадки на Марс есть только два окна. Одно из них начинается вскоре после прилета на орбиту Марса. Но сразу после прилета высаживаться не рационально, так как следует провести детальное исследование и выбрать район посадки. Единственный более менее удобный момент может наступить через три месяца, когда уже можно успеть провести разведку.
Это может быть середина декабря 2018 года. Однако расстояние между Землей и Марсом в этот момент будет примерно 240 млн. км. Время прохождения сигнала в один конец достигнет почти 14 минут.
Если высадку запланировать на более поздний период, то условия для связи станут еще менее благоприятными, так как возрастет расстояние, да еще и между планетами будет располагаться Солнце.
Второе удобное окно откроется уже в конце экспедиции. В конце декабря 2019 г, за четыре месяца до старта домой расстояние будет 220 млн. км. В конце января 2020 г. за три месяца до старта домой расстояние между Марсом и Землей будет примерно таким же, как и первом случае (3-3, рис.4).
Дальше расстояние будет сокращаться. В момент старта к Земле расстояние между планетами составит 142 млн. км, с временем прохождения сигнала менее 8 минут (4-4. Рис.4).
Однако перед стартом домой трудно обеспечить надежную работу экипажа во время столь ответственной операции. Здесь может сработать эффект «чемоданного» настроения и общая усталость. Последний месяц будет занят подготовкой к обратному полету, поэтому март реально выпадет.
Возможно, посадку на Марс есть смысл планировать, начиная с конца ноября 2019 г. – конец февраля 2020 г. Например, перед Рождеством [6] (3-3 рис.4), хотя это и не самый оптимальный с точки зрения удобства телетрансляции период времени из-за сравнительно большого расстояния.
Во время экспедиции случится еще одно событие. Через 1 год и 53 дня (когда Земля пройдет 413°) после начала экспедиции наступит зона радиотени, когда между Землей и Марсом будет находиться Солнце.
Если предположить, что Солнце служит экраном диаметром от ±2Rс до ±10Rс то получим, что зона радиотени будет продолжаться от 4 до 20 суток.
В это период прямая связь с экспедицией либо будет вообще физически невозможна либо сильно затруднена из-за радио помех от Солнца.
Подобная ситуация повториться через 780 суток или через один синодический период обращения Марса. От момента начала экспедиции пройдет 1198 суток. Если экспедиция не останется на «зимовку», то зона радиотени будет только один раз за время экспедиции.
Поэтому вряд ли следует на случай кратковременной потери связи прилагать особые усилия. Возможно следует предусмотреть резервный канал связи через одну из автоматических станций видимую, как с Земли так и с Марса и которая так или иначе уже запущена с некой миссией в космос.
Например, к Венере.
За два года до начала основной экспедиции или весной 2016 года должен стартовать технический корабль, который прибудет к Марсу поздней осенью 2016 года, и до сентября 2018 года будет ожидать основную часть экспедиции.
Если в положенное окно старта с орбиты Марса по тем или иным причинам старт не может произойти, экипажу предстоит «зимовка» на орбите Марса. В качестве одной из мер безопасности будет подготовка к старту транспортного корабля-буксира.
В это момент есть возможность сразу отправить транспортный корабль-буксир по симметричной траектории подобной той, что двумя годами раньше летела экспедиция. На рис.4 взаимное положение планет в начале экспедиции 1-1 примерно такое же, как и в конце 4-4.
Спустя примерно 6 месяцев транспортный корабль достигнет орбиты Марса и экипаж получит техническую помощь. Дальнейшие действия экипажа уже зависят от конкретных энергетических возможностей буксира. В минимальном варианте им предстоит «зимовка» в течение еще 960 дней.
На этот случай им потребуются запасы, которые должны быть на борту первого технического корабля как НЗ.
Однако возможет и более быстрое возвращение, если корабль «нырнет» примерно до орбиты Венеры и таким образом догонит Землю по быстрому варианту, описанному выше.. Однако все подобные варианты должны быть проработаны заранее.
Из симметрии конфигураций следует и такая возможность как отправка в момент времени 4-4 корабля снабжения для следующей экспедиции, он прибудет спустя примерно полгода к Марсу, как раз когда экспедиция уже вернется на Землю. Но есть и возможность отправить следующую экспедицию в апреле 2020 г.
Получится, что одна экспедиция возвращается, а другая летит к Марсу. Где-то в середине пути корабли окажутся на минимальном расстоянии друг от друга. Гипотетически даже смогут пролететь один мимо другого. Пересечение оранжевой и синей кривой на рис.4. Хотя практически осуществить это будет сложно.
Да и зачем? Разве, чтобы помигать друг другу лазером и символически передать вахту?
Литература и сноски
. В англоязычной литературе такой вариант называется «conjuction» – соединение, потому, что Марс находится с Землей в соединении.
. В англоязычной литературе такой вариант называется «opposition» – противостояние, потому, что Марс находится с Землей в противостоянии.
. Наука и жизнь. http://www.nkj.ru/archive/articles/11014/
. В.И.Левантовский. Механика космического полета в элементарном изложении. М.: Наука 1980.
. Насколько мне сейчас известно противостояние должно состояться 2 июля 2018 г.
Какие планеты Солнечной системы пригодны для жизни :: РБК Тренды
Футурологи все чаще говорят о колонизации новых планет. Первым в списке всегда выпадает Марс, а есть ли у человека возможность уехать на другие планеты? Делимся всеми возможными адресами внутри Солнечной системы
Человек мечтает покорить космос на протяжении многих лет. Некоторые цели давно стали реальностью, а о других можно пока только фантазировать. Среди последних ярко выделяются планы по колонизации других планет. О переезде на Марс говорят многие футурологи, а Илон Маск даже собирается отправить туда первую пилотируемую миссию уже через четыре года. А какие еще точки могут стать доступными для проживания человека?
Возможна ли колонизация Луны
Луна привлекает многих ученых своей близостью к Земле. Лететь до нее ближе, чем до любого другого космического объекта. Луна кажется настолько привлекательной для переезда, что ученые даже подсчитали примерную стоимость ее колонизации. В теории этот процесс может обойтись в $10 млрд. При этом строительство колонии на земном естественном спутнике стало бы выгодным вложением для дальнейшего покорения космоса. На нем можно построить базу и использовать ее как пересадочный пункт в путешествиях на другие планеты. Поскольку на Луне очень много полезных ископаемых, которые можно использовать в качестве ракетного топлива, она стала бы хорошим местом для заправки космических кораблей.
Среди самых привлекательных мест на Луне выделяют бассейн Южный полюс — Эйткен. Район сильно изрезан кратерами, которые будут защищать астронавтов от сильных ветров. Другое его достоинство — тени. Они помогут избежать сильных перепадов температур. В этой области также находится скопление водяного льда, пригодного для создания газообразного кислорода, питьевой и поливной воды.
Возможная база должна быть изготовлена преимущественно из местных материалов, поскольку перевозка сырья с Земли выйдет в неоправданно крупные суммы. NASA и Европейское космическое агентство (ESA) несколько лет занимаются разработкой возможных решений и уже нашли методы, позволяющие организовать строительство базы исключительно из лунных ресурсов. ESA и архитектурная компания Foster+ с 2013 года работают над проектом Международной лунной деревни и уже представили проект возможного поселения.
Архитектурный проект ESA и Foster+ (Фото: ESA)
База на спутнике Юпитера
Каллисто, естественный спутник Юпитера, может стать еще одним претендентом на колонизацию. О перспективах его заселения говорят в «Роскосмосе» и NASA. Считается, что на нем содержится большое количество подземной воды: по предварительным подсчетам, ее может быть в два раза больше, чем во всех океанах Земли. Помимо практической пользы, вода может стать предметом для исследования: не исключается, что в ней можно найти признаки жизни. Также со спутника было бы удобно совершать миссии на Юпитер, где добывать водород и гелий-3, необходимый для ядерного топлива. База на Каллисто откроет доступ и к полезным ископаемым соседнего естественного спутника — Европы или Юпитера II.
Колонизация Каллисто даст человечеству массу возможностей для добычи ресурсов и проведения исследований, необходимых для понимания устройства Вселенной. Но на пути к этому стоят ряд пока не решенных задач. Так, на спутнике высок уровень радиации и низкая гравитация. Исключение этих проблем упирается в колоссальный бюджет, и будущее миссии зависит от того, сколько на нее готовы потратить. Кроме того, колонизировать Каллисто вероятно начнут не раньше, чем Луну и Марс. Освоение этих космических объектов займет меньше времени и денег. А Каллисто сможет стать логичным следующим шагом.
Спутники Юпитера (Фото: NASA)
Жизнь на облаке Венеры
Венера кажется еще одной пригодной для жизни планетой. Но перед заселением она нуждается в терраформировании: без изменения климата переехать на Венеру невозможно, так как на ней слишком жарко, сильные ветры, и высокий уровень радиации и давления. Ученые нашли еще один возможный способ колонизации планеты: они предлагают заселить ее атмосферу и устроить воздушный город в облаках. Главное условие — не приземляться на поверхность.
«Атмосфера Венеры похожа на земную, и на высоте 50 км от планеты жить будет достаточно комфортно», — говорит Джеффри Лэндис, ученый из NASA и писатель-фантаст, одним из первых предложивший эту идею.
Поскольку сила гравитации на Венере почти такая же, как на Земле, корабли смогут удержаться в воздухе. А защитить дома от серной кислоты поможет тефлоновая эмаль.
Воздушный дом в облаках Венеры (Фото: medium.com)
Однако идея ученых сталкивается с несколькими проблемами. В такие дома будет сложно доставлять продовольствие и сырье, необходимые для выживания. Как вариант, астронавты могут отправлять на поверхность роботов и управлять ими с корабля. Венера по строению похожа на Землю, и на ней есть все необходимые для жизни элементы, включая воду. А роботы с дистанционным управлением могли бы как раз заниматься их добычей. И все же говорить о реализации такой идеи пока рано: ученым необходимо досконально изучить планету и отправить туда еще не одну космическую миссию.
Добыча астероидов на Церере
Церера — карликовая планета в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Ее диаметр — 950 км и 25% площади занимает водяной лед. Таких запасов воды будет достаточно для успешной колонизации планеты. На Церере в десять раз меньше солнечного света, чем на Земле, но его хватит для создания солнечной энергетики и работы техники от его заряда. Церера — самое крупное космическое тело в своем поясе астероидов. Оно может стать таким же выгодным пересадочным пунктом для путешествий между планетами, как и Луна. Церера также сможет превратиться в базу для добычи астероидов и стать связующим транспортным узлом между Марсом, Луной и Землей.
Колонизация этой небольшой планеты может открыть дорогу к заселению других космических объектов Солнечной системы, например, спутников Юпитера. Еще один вариант — планета может стать неким космическим складом: транспортировать туда ресурсы с Луны или Марса удобнее, чем с Земли на Луну. Также не исключено, что под ее поверхностью может находиться пресноводный океан, который мог бы снабжать соседние планеты. В результате Церера имеет все шансы превратиться в некое подобие промышленного города с заводами по добыче астероидов, полезных ископаемых и воды.
Озеро на Церере (Фото: NASA)
Колония на крупнейшем спутнике Сатурна
Титан — единственное космическое тело в пределах Солнечной системы, на котором, как и на Земле, есть жидкость на поверхности, состоящая, правда, не из воды, а из метана и этана. Титан содержит массу полезных ископаемых, аналогичных нефти и природному газу. Их можно использовать для получения энергии, что заменит иссякаемые земные источники. Атмосфере Титана не хватает кислорода, но его можно добывать из водяного льда, который находится под поверхностью спутника. А от холодных температур спасет скафандр.
Гравитация на Титане очень слабая, но некоторые ученые рассматривают это как плюс. Люди смогут летать над поверхностью спутника с прикрученными крыльями, а при их поломке плавно приземляться, ведь их не будет тянуть к земле. Такой вид перемещения может стать полезным в практике и в то же время веселым развлечением.
Титан на фоне Сатурна (Фото: NASA)
Главный недостаток Титана — он находится слишком далеко от Земли. С современными технологиями лететь до него придется около семи лет, что может оказаться не просто долго, но и опасно для здоровья астронавтов. К тому же человечество пока не обладает технологиями, способными оснастить такой долгий полет. Колонизация Титана может начаться после освоения более близких к Земле космических тел и создания более мощных космических кораблей.
Сколько лететь до Нептуна?
Ветры на Нептуне достигают почти сверхзвуковых скоростей, доходя до 600 метров в секунду! До конца механизм образования ветров на планете ещё не выяснен, но достаточно логичным и научным объяснением стоит считать, что этот эффект достигается комбинацией холодных температур и составом атмосферы планеты.
В направлении ветров ярко выражена зависимость от направления вращения планеты. На высоких широтах эти направления совпадают, а на низких широтах противоположны друг другу. При этом скорость ветров достигает на экваторе 400 м/с, а на полюсах она значительно ниже — до 250 м/с. Следует также учитывать особенности атмосферы планеты — в области полюсов содержание этана, ацетилена и метана в десятки, а под час — даже в сотни раз ниже, чем у экватора.
Подробнее об атмосфере и климате Нептуна можно прочитать здесь.
Вопрос на который хочется ответить логически. Какова скорость света? Она равняется 300 000 км/сек. Сколько идет свет от Солнца до Земли? Свет идет от Солнца до Земли около 8 минут (498 сек.). Путем простого умножения получаем среднее расстояние от Солнца до Земли. Оно составит около 149,6 млн. км.
Нептун является самой маленькой среди планет-гигантов Солнечной системы, но, в то же время, по своим размерам «в общем зачете» он занимает четвертое место. Открытый в 1846 году, он получил своё название в честь древнеримского бога морей Нептуна по предложению тогдашнего директора Пулковской обсерватории В.Я. Струве.
Если считать от Солнца, то Нептун вращается по орбите с порядковым номером 8.
Это восьмая по счету и самая дальняя планета нашей Солнечной системы (Плутон, к сожалению, исключен из состава планет). Была открыта в день осеннего равноденствия (23 сентября), год открытия 1846, произошло это впервые не за счет астрономических наблюдений (слишком уж далеко), а за счет использования специальных расчетов. Известно о его 14 спутниках.
Назван в честь бога океанов и морей — Нептуна, персонажа древнеримской мифологии. Его графический символ изображается в виде трезубца.
Цвет Нептуна был обнаружен во время полета корабля Nasa «Вояджер 2» в 1989 году. Экспедиция обнаружила, что цвет планеты отличается от цвета Урана — Нептун имеет ярко-лазурный цвет.
Но почему Нептун такого цвета?
То, что мы видим — это отражение излучения Солнца. На цвет планеты влияет ее атмосфера. Хоть атмосфера Нептуна на 80 % состоит из гидрогена, 1 % метана в ней поглощает красный спектр света, потому нам остается только синий.
Сколько лететь до планет солнечной системы
Вопрос, сколько лететь до планеты Нептун, обусловлен его расположением в Солнечной системе. Планета является крайней, 8-й по счету от Солнца. Далее только Плутон и пояс Койпера. Статус Плутона – планетоид, его размеры сопоставимы с Луной, спутником Земли. Данное обстоятельство подтверждает, что Нептун — самый дальний от Солнца крупный объект. Он движется по собственной орбите на расстоянии приблизительно 30 астрономических единиц от центра системы. В абсолютных цифрах это составляет 4,5 млрд километров.
Сколько лететь до Нептуна
Расстояние в 4, 55 млрд километров световой луч преодолевает приблизительно за 4 мин. Звуковой сигнал, посланный «Вояджером-2», аппаратом, побывавшим на расстоянии 45 тыс. км от объекта, шел до Земли более 6 часов. Ученые приблизительно подсчитали, сколько лететь до Нептуна на ракете со 2-й космической скоростью. Теоретически космический корабль потратит 12 лет полета. Практика освоения ближнего Космоса позволяет об этом только мечтать.
Вот и помечтаем
Гипотетический космический экипаж высадился на поверхность планеты. Твердой почвы под ногами, как на Земле, он там не ощутит. Поверхность называется «ледяной», но на практике это поля плотной горячей жидкости с высокой электропроводимостью. Дышать придется метаном, сероводородом, ацетиленом. Состав атмосферы несовместим с жизнью биологического организма.
Романтический лазурный цвет атмосферы обусловлен водородом, метаном и гелием. Оттенок отличается от сдержанного аквамарина Урана, что наталкивает ученых на мысль о существовании неизвестного компонента газовой смеси, пока не обнаруженного.
Нептун славится ураганами, скорость ветров доходит до 600 мсек. И это на фоне температуры «воздуха», приближающейся к абсолютному нулю. Отличительная особенность – наличие Большого Темного Пятна. Это мигрирующее устойчивое образование сверхзвуковой природы, напоминающее эпицентры земных ураганов.
Вокруг планеты вращается 14 спутников. Алгоритм их движения по небу землянину представить невозможно. Однако простая компьютерная программа легко с этим справится, даже с учетом ретроградного движения самого крупного спутника Тритона.
Откуда это известно
В исследования Космоса большой вклад внесли аппараты «Вояджер 1» и «Вояджер 2». Зонды запущены в 1977 году к Юпитеру Сатурну и Урану.
Весомый вклад в исследование Нептуна внес «Вояджер 2». В августе 1989 года он пролетел рядом на расстоянии 5000 км от верхнего края атмосферы. Благодаря зонду астрономы уточнили данные о кольцах планеты, открыли 6 новых спутников.
На вопрос, сколько лететь до Нептуна от Земли, аппарат «Вояджер 2» ответил точно. Он стартовал с Земли 20.08. 1977 года, а через 12 лет, 24.08. 1989 пролетел от космического тела на расстоянии 48 тыс. км. Сократить запланированное время полета почти на 20 лет позволила скорость выше первой космической, а также гравитационный маневр около Юпитера.
Ранее запускались аппараты серии «Пионер» для исследования планет Венера и Марс, но в настоящее время связь с ними утрачена. Зонд же «Вояджер 2» в 2018 году вошел в межзвездное пространство, но остается под наблюдением ученых.
Последний аппарат «Новые горизонты», запущенный американцами в 2006 году в сторону Плутона, попутно сфотографировал в июле 2010 года Нептун и Тритон с расстояния 23 астрономические единицы. Новейшие технологии исследования космического пространства и оборудование позволяют более эффективно пополнять знания о планете.
Как узнали про Нептун
Еще Галилео Галилей в XVII веке в свой маленький телескоп наблюдал планету, но не понимал, что видит. Поэтому лавры первооткрывателей достались другим ученым. Предшественниками открытия были Алексис Бувар и Т. Хасси, заметившие непонятные отклонения орбиты Урана. Ученые высказали гипотезу, что на Уран воздействует еще не открытая планета. Другие астрономы, также заметившие указанные резонансы, не довели свои исследования до конца.
Лавры первооткрывателя планеты достались французу Урбену Леверье. Открытию предшествовали собственные вычисления на базе идей Бювара и Хасси. Астроном наблюдал Нептун в телескоп Берлинской обсерватории 23.09.1846 года точно в предполагаемом месте.
Название планеты
Традиция называть планеты именами римских богов, а их луны – именами менее значительных персонажей римской мифологии, установилась не сразу. Первоначально и Нептун именовался «планетой за Ураном», Леверье – по имени первооткрывателя. Ученое сообщество остановилось на варианте «Нептун», а выбор имени для Плутона путем голосования окончательно закрепил традицию.
Полеты в космос и исследования далеких миров всегда интересовали человечество. Еще древнейшие цивилизации делали телескопы, изучали звездное небо, пытаясь найти в нем ответы на вопросы бытия. По небу ориентировались и в нем искали богов.
Чем дальше развивалось человечество, тем больше знаний оно обретало, и интерес к космосу продолжал расти. Посетив Луну, человек, конечно, захотел побывать и на самой близкой по характеристикам к Земле планете — Марс. А научное развитие — от карет до адронного коллайдера — за последние 150 лет заставляет людей всерьез задуматься о колонизации других миров.
Зачем лететь на Марс?
Красная планета — самый очевидный объект исследования для ученых. Главные цели путешествия — поиск внеземной жизни, более глубокое изучение планеты и ее истории, подготовка дальнейшей колонизации и развитие необходимых технологий.
Есть ли или была ли где-то, кроме Земли, жизнь — один из главных вопросов человечества. Марс же является идеальным местом для начала поиска, так как он наиболее схож с Землей.
Изучение геологии Марса, находясь на его поверхности, поможет лучше понять историю планеты. Пока Земля росла и формировалась, Марс уже проходил через серьезные климатические изменения и катаклизмы. Поэтому поняв Марс, мы лучше поймем и Землю.
Строение Марса
Путешествие на Красную планету даст необходимое понимание влияния космоса и межпланетных путешествий на человека. Это будет одним из важнейших шагов в истории человечества.
Сколько свет летит до Марса?
Поскольку планеты непрерывно вращаются вокруг Солнца, расстояние Марса до звезды и Земли постоянно меняется. Соответственно, и свет, отправленный из конкретной точки к планете в разное время, будет добираться разное количество времени.
Сначала разберемся, за сколько долетает свет, отправленный с Земли. Расстояние между планетами меняется в диапазоне от 55 до 400 млн км. На минимальной дистанции свет, имея скорость 299 792 км/с, доходит с Земли до Марса за 3 минуты, при максимальном – за 22 минуты.
Расстояние между Марсом и Солнцем составляет 227 990 000 км. Свет от звезды доходит до красной планеты примерно за 12 мин 40 с.
Сколько летели до Марса?
Несмотря на то, что на Марс не ступала нога человека, ученные давно заинтересовались планетой и с 1964 года стали отправлять различные устройства и аппараты для более детального изучения Красной планеты.
Первая миссия по изучению Марса была осуществлена в 1964 году, когда США отправили аппарат под названием Mariner-4 к орбите далекой планеты. Аппарат летел 228 дней. Он предоставил ученым 21 фотографию.
Mariner-6 был отправлен к Марсу в 1969 году. Полет к орбите Красной планеты длился 155 дней. В результате этой миссии ученые получили данные об атмосфере и температуре на поверхности.
Mariner-7 был отправлен в том же году, выступая как запасной вариант. Путь его занял 128 дней.
Mariner-9 был отправлен в 1971 году, добрался до Марса он за 168 дней. Этот аппарат стал первым искусственным спутником планеты, за свое недолгое существование (до октября 1972 года) он успел создать карту поверхности Марса.
Viking-1 стал первым аппаратом, чьей миссией была посадка на поверхность. Добирался он 304 дня.
Viking-2 добирался 333 дня и главной задачей было — поиск жизни. С помощью аппарата было сделано более 16 тысяч снимков. Фотографии были цветными, что дало абсолютно новый взгляд на Марс.
Mars Pathfinder, запущенный в 1996 году, достиг Красной планеты за 183 дня. Аппарат изучал местный грунт.
Mars Express — космическая станция Европейского космического агенства. Она находилась в пути 201 день.
Mars Reconnaissance Orbiter — первый разведчик, отправленный в 2005 году с целью найти место, где могли бы высадиться первые колонисты. Путь занял 210 дней.
Аппарат Maven, отправленный в 2013 году, занимался изучением атмосферы планеты и добирался до нее 307 дней.
Советскому Союзу не везло с изучением Марса, было много неудачных пусков и поломок в процессе полета. С Венерой получалось гораздо успешнее. Приведем данные: советский аппарат Марс-1 летел до Марса 230 дней.
Такая значительная разница в длительности полетов появляется из-за разного расположения двух планет. А техническое развитие не может серьезно повлиять на время пути — в большей части длительность зависит от сложных математических вычислений, заключающихся в анализе орбит двух небесных тел.
Сколько километров лететь до Марса от Земли?
- Самое большое расстояние между Землей и Марсом планетами может быть 401 миллион км.
- Среднее расстояние — около 225 миллионов км.
- Самое близкое расстояние, на которое Марс может приблизиться к Земле, — 54,6 миллионов км.
Орбита Марса и Земли
Если брать идеальные условия и возможность разогнать космический корабль с людьми на борту со скоростью самого быстрого аппарата из когда-либо запущенных человечеством — “Новые Горизонты”, чья скорость достигала 58 тысяч км/ч, — то по прямой на путь потребуется всего 39 дней.
Сколько по времени лететь на Марс со скоростью самолета?
К примеру, если было бы возможно отправлять в межпланетные путешествия самолеты, то при средней скорости современных лайнеров в 1000 км/ч, путь до Марса занял бы более 22 тысяч дней.
Траектории полета
Стоит понимать, что Солнечная система обладает большим количеством гравитационных точек, поэтому запускать какие-либо объекты по прямой не представляется возможным. Необходимо максимально избегать притяжения Солнца, которое может запросто притянуть любой объект запущенный с Земли и уничтожить его. Поэтому были разработаны определенные траектории, по которым возможен полет до Красной планеты. Существует несколько основных путей, как добраться до Марса.
Траектории полета на Марс
Гомановская траектория
Этот метод заключается в запуске объекта навстречу небесному телу. Такой способ был разработан немецким инженером Вальтером Гоманом, который предложил отправлять аппараты против движения планеты. Но у данной траектории есть один значительный минус — требуется большое количество топлива для торможения.
Баллистический захват
Баллистический захват — это второй метод, который предлагает запуск аппаратов прямо по орбите Марса опять же навстречу движению, а торможение будет происходить за счет атмосферы. Такой метод требует больше времени для реализации.
Торможение атмосферой
Параболическая траектория
Параболическая траектория — самый сложный по техническим требованиям маршрут, но на его преодоление уйдет всего 80 дней. Такой метод потребует от космического корабля разогнаться до 16,7км/с, что равняется третьей космической скорости. Подобный маневр потребует в 4 раза больше топлива, чем первый метод, но из-за резкого сокращения времени путешествия сэкономить можно на питании и на средствах жизнеобеспечения экипажа.
Миссия туда-обратно
Перед организаторами первой миссии на Марс стоит сложнейшая проблема — не только отправить аппарат куда-то далеко, а вернуть его и обратно. Чем будет больше скорость корабля, тем меньше затрат потребуется. Минимальной для осуществления подобной операции скоростью считается отметка в 18 км/с.
Пилотируемый полет на Марс
Для перелета инженер Роберт Зубин предлагает использовать ядерные двигатели, которые потребуют от корабля взять с Земли 6 тонн водорода. А для пути назад — будет использован диоксид углерода, который несложно найти на Марсе. Воду можно будет расщеплять на кислород и водород, а последний преобразовывать в метан. Все эти процессы обеспечат астронавтов топливом для дороги домой.
При таких условиях путь будет длится примерно 9 месяцев, при этом 17 месяцев кораблю предстоит находиться на орбите Красной планеты, потому что необходимо снова поймать идеальное расположение двух небесных тел. Для сближения двух планет может понадобиться до 500 дней.
Отсюда делается следующий вывод — минимальный срок путешествия займет 33 месяца. Но не стоит забывать, что на данном этапе развития технологий астронавты получают серьезный вред здоровью, находясь на МКС по полгода. Так что для операции на Марс потребуется нечто совершенно иного уровня.
Сколько нужно топлива для полета на Марс?
Нужно понимать, что перед расчетами топлива следует максимально точно проложить маршрут космического корабля. Марс все время двигается вокруг Солнца, и инженерам нужно просчитать траекторию полета, место, где будет планета на момент прибытия. На основе этого определяется расстояние, которое пролетит корабль и топливо.
Из-за большого количества нюансов можно лишь приблизительно подсчитать необходимые запасы для двигателя. Инженер Роберт Зубрин пробовал рассчитать разные варианты запуска космического корабля на ядерном реакторе. Проведя исследования он пришел к выводу, что на путь от Земли до Марса потребуется примерно 6 тонн водорода.
Основные опасности путешествия на Марс
Космос является невероятно красивым местом, но при этом он бесконечно опасен для своих исследователей. Пока цивилизация в своей короткой истории освоения космоса научилась защищать астронавтов лишь в условиях относительно непродолжительных миссий, таких как нахождение на Международной космической станции (МКС) или путешествие на Луну, но перед ученными все еще стоят вопросы более сложных и продолжительных полетов.
Например, во время потенциальной миссии на Марс специальная программа НАСА предвидит пять главных опасностей для астронавтов. Эта программа изучает и разрабатывает новейшие способы защиты и оборудование, которое способно обезопасить будущих межпланетных путешественников.
Радиация
Почти все знают, что, подвергшись слишком сильному воздействию радиации, человек может серьезно повредить здоровье, но уровни опасного излучения, которое человек получает на Земле, ничто, если сравнивать с тем, с чем предстоит столкнуться первым путешественникам на Марс.
Космическая радиация – главное препятствие для межпланетных полетов
Космическое излучение гораздо более опасное, чем излучение, испытываемое людьми на Земле. Даже находясь на МКС, человек подвергается излучению в 10 раз более сильному, чем земное, хоть Земля, благодаря своему магнитному полю, и выступает щитом на пути радиации. Что же будет с людьми в открытом космосе — никто не знает.
Изоляция и заключение
Далеко не все опасности вытекают из потаенных уголков космоса. Психика человека — крайне хрупкий механизм. Ученым давно известно, что длительная изоляция приводит к перепадам настроения, нарушениям восприятия окружения, проблемам межличностного взаимодействия, а также может стать следствием серьезных нарушений сна. По оценкам НАСА изменение сознания людей при длительном нахождении в замкнутом помещении неизбежно. Поэтому отбор в подобное путешествие должен быть крайне жестким.
Расстояние от Земли
Если астронавты доберутся до Красной планеты, то они окажутся на самом далеком расстоянии от Земли, чем кто-либо до них. Если Луна находится на расстоянии 380 тысяч км от родной планеты, то Марс — на расстоянии 225 миллионов км. И это означает, что когда первые колонизаторы ступят на пески далекой нового мира — они должны будут быть максимально самодостаточными, потому что быстрой доставки с Земли им не стоит ожидать. Любой сигнал будет идти около 20 минут. Ученые до сих пор бьются над вопросами, касаемые груза, который будет необходим первым людям в таком путешествии.
В 1915 году Роберт Иннес открыл ближайшую к Солнцу звезду, которую назвали Проксима Центавра. Это красный карлик, находящийся в системе Альфа Центавра.
Описание Проксимы
Ее диаметр меньше солнечного в семь раз, то же самое касается и ее массы. Ее светимость составляет 0,17% светимости Солнца, или всего 0,0056 % в видимом человеческим глазом спектре. Этим и объясняется тот факт, что увидеть ее невооруженным глазом нельзя, и то, что открыта она была только в XX веке. Расстояние от Солнца до этой звезды составляет 4,22 световых года. Что по космическим меркам практически рядом. Ведь даже гравитация нашего Солнца распространяется, примерно, на половину этого расстояния! Однако для человечества, данное расстояние, поистине, огромно.
Расстояние до Проксимы Центавры
Расстояние до Проксимы в километрах
Дистанции в масштабах планет измеряются в световых годах. Сколько пройдет свет в вакууме за 365 дней. Эта величина составляет 9 640 миллиардов километров. Для понимания расстояний приведем несколько примеров. Расстояние от Земли до Луны составляет 1,28 световой секунды, и при современных технологиях путешествие занимает 3 дня. Между планетами нашей солнечной системы расстояния варьируются от 2,3 световых минут до 5,3 световых часов. Другими словами самое длинное путешествие займет чуть больше 10 лет на беспилотном космическом корабле.
Сколько до нее лететь
Ближайшие к Солнцу звезды
Теперь рассмотрим сколько нам необходимо времени, чтобы долететь до Проксима Центавры. В настоящее время чемпионом по скорости является беспилотный космический корабль Helios 2. Его скорость 253 000 км/ч или 0,02334 % скорости света. Подсчитав, узнаем, что до ближайшей звезды нам потребуется добираться 18 000 лет. При современном уровне развития технологий мы можем обеспечить работу космического корабля только в течение 50 лет.
Путешествие к Proxima Centauri
Похожие статьи
Список ближайщих к Солнцу звезд
| Звёздная система | Звезда или коричневый карлик | Спек. класс | Вид. зв. вел. | Расстояние, св. год | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Солнечная система | Солнце | G2V | −26,72 ± 0,04 | 8,32 ± 0,16 св. мин | ||
| 1 | α Центавра | Проксима Центавра | 1 | M5,5Ve | 11,09 | 4,2421 ± 0,0016 |
| α Центавра A | 2 | G2V | 0,01 | 4,3650 ± 0,0068 | ||
| α Центавра B | 2 | K1V | 1,34 | |||
| 2 | Звезда Барнарда | 4 | M4Ve | 9,53 | 5,9630 ± 0,0109 | |
| 3 | Луман 16 | A | 5 | L8 | 23,25 | 6,588 ± 0,062 |
| B | 5 | L9/T1 | 24,07 | |||
| 4 | WISE 0855–0714 | 7 | Y | 13,44 | 7,18 +0,78 −0,65 | |
| 5 | Вольф 359 | 8 | M6V | 13,44 | 7,7825 ± 0,0390 | |
| 6 | Лаланд 21185 | 9 | M2V | 7,47 | 8,2905 ± 0,0148 | |
| 7 | Сириус | Сириус A | 10 | A1V | −1,43 | 8,5828 ± 0,0289 |
| Сириус B | 10 | DA2 | 8,44 | |||
| 8 | Лейтен 726-8 | Лейтен 726-8 A | 12 | M5,5Ve | 12,54 | 8,7280 ± 0,0631 |
| Лейтен 726-8 B | 12 | M6Ve | 12,99 | |||
| 9 | Росс 154 | 14 | M3,5Ve | 10,43 | 9,6813 ± 0,0512 | |
| 10 | Росс 248 | 15 | M5,5Ve | 12,29 | 10,322 ± 0,036 | |
| 11 | WISE 1506+7027 | 16 | T6 | 14.32 | 10,521 | |
| 12 | ε Эридана | 17 | K2V | 3,73 | 10,522 ± 0,027 | |
| 13 | Лакайль 9352 | 18 | M1,5Ve | 7,34 | 10,742 ± 0,031 | |
| 14 | Росс 128 | 19 | M4Vn | 11,13 | 10,919 ± 0,049 | |
| 15 | WISE 0350-5658 | 20 | Y1 | 22.8 | 11,208 | |
| 16 | EZ Водолея | EZ Водолея A | 21 | M5Ve | 13,33 | 11,266 ± 0,171 |
| EZ Водолея B | 21 | M? | 13,27 | |||
| EZ Водолея C | 21 | M? | 14,03 | |||
| 17 | Процион | Процион A | 24 | F5V-IV | 0,38 | 11,402 ± 0,032 |
| Процион B | 24 | DA | 10,70 | |||
| 18 | 61 Лебедя | 61 Лебедя A | 26 | K5V | 5,21 | 11,403 ± 0,022 |
| 61 Лебедя B | 26 | K7V | 6,03 | |||
| 19 | Струве 2398 | Струве 2398 A | 28 | M3V | 8,90 | 11,525 ± 0,069 |
| Струве 2398 B | 28 | M3,5V | 9,69 | |||
| 20 | Грумбридж 34 | Грумбридж 34 A | 30 | M1,5V | 8,08 | 11,624 ± 0,039 |
| Грумбридж 34 B | 30 | M3,5V | 11,06 | |||
| 21 | ε Индейца | ε Индейца A | 32 | K5Ve | 4,69 | 11,824 ± 0,030 |
| ε Индейца B | 32 | T1V | >23 | |||
| ε Индейца C | 32 | T6V | >23 | |||
| 22 | DX Рака | 35 | M6,5Ve | 14,78 | 11,826 ± 0,129 | |
| 23 | τ Кита | 36 | G8Vp | 3,49 | 11,887 ± 0,033 | |
| 24 | GJ 1061 | 37 | M5,5V | 13,09 | 11,991 ± 0,057 | |
| 25 | YZ Кита | 38 | M4,5V | 12,02 | 12,132 ± 0,133 | |
| 26 | Звезда Лейтена | 39 | M3,5Vn | 9,86 | 12,366 ± 0,059 | |
| 27 | Звезда Тигардена | 40 | M6,5V | 15,14 | 12,514 ± 0,129 | |
| 28 | SCR 1845-6357 | SCR 1845-6357 A | 41 | M8,5V | 17,39 | 12,571 ± 0,054 |
| SCR 1845-6357 B | 42 | T6 | ||||
| 29 | Звезда Каптейна | 43 | M1,5V | 8,84 | 12,777 ± 0,043 | |
| 30 | Лакайль 8760 | 44 | M0V | 6,67 | 12,870 ± 0,057 | |
| 31 | WISE J053516.80-750024.9 | 45 | Y1 | 21,1 | 13,046 | |
| 32 | Крюгер 60 | Крюгер 60 A | 46 | M3V | 9,79 | 13,149 ± 0,074 |
| Крюгер 60 B | 46 | M4V | 11,41 | |||
| 33 | DEN 1048-3956 | 48 | M8,5V | 17,39 | 13,167 ± 0,082 | |
| 34 | UGPS J072227.51-054031.2 | 49 | T9 | 24.32 | 13,259 | |
| 35 | Росс 614 | Росс 614 A | 50 | M4,5V | 11,15 | 13,349 ± 0,110 |
| Росс 614 B | 50 | M5,5V | 14,23 | |||
| 37 | Вольф 1061 | 53 | M3V | 10,07 | 13,820 ± 0,098 | |
| 38 | Звезда ван Маанена | 54 | DZ7 | 12,38 | 14,066 ± 0,109 | |
| № | Обозначение | Обозначение | № | Спек. класс | Вид. зв. вел. | Расстояние, св. год |
| Звёздная система | Звезда или коричневый карлик | |||||
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Сколько метров от земли до юпитера. Расстояние от Земли до Сатурна
Когда человек собирается поехать на собственной машине в незнакомый ему город, то первым делом узнает расстояние до него, чтобы оценить время в пути и запастись бензином. Пройденный в дороге путь не будет зависеть от того, утром или вечером отправиться в дорогу, сегодня или через пару месяцев. С космическими путешествиями дело обстоит несколько сложнее и расстояние до Юпитера, измеренное вчера, через полгода окажется раза в полтора больше, а потом снова начнет уменьшаться. На Земле было бы очень неудобно путешествовать в город, который сам постоянно движется.
Среднее расстояние от нашей планеты до газового гиганта 778,57 млн. км, но эта цифра примерно также актуальна, как сведения о средней температуре по больнице. Дело в том, что обе планеты движутся вокруг Солнца (а если еще точнее, то вокруг центра масс Солнечной системы) по эллиптическим орбитам, причем с отличными периодами обращения. У Земли он равен одному году, а у Юпитера – почти 12 лет (11,86 года). Минимально возможное расстояние между ними составляет 588,5 млн. км, а максимальное – 968,6 млн. км. Планеты, как бы катаются на качелях, то сближаясь, то удаляясь.
Земля движется с большей, чем Юпитер, орбитальной скоростью: 29,78 км/с против 13,07 км/с, и находится существенно ближе к центру Солнечной системы, а поэтому раз в 398,9 дней догоняет его, подходя поближе. С учетом эллиптичности траекторий движения, существуют точки в космическом пространстве, где расстояние между планетами становится практически минимальным. Для пары Земля-Юпитер период времени, через который они регулярно сближаются подобным образом, составляет около 12 лет.
Великие противостояния
Такие моменты времени принято называть датами великих противостояний. В эти дни Юпитер по своей яркости превосходит все небесные объекты звездного неба, приближаясь к свечению Венеры, и с помощью небольшой подзорной трубы или бинокля становится возможным наблюдать не только саму планету, но даже ее спутники. Поэтому астрономы и просто ценители красот звездного неба с нетерпением ждут противостояний, чтобы рассмотреть подробнее далекое и малоизученное космическое тело и может быть даже обнаружить что-то доселе неизвестное науке.
Очередная уникальная возможность наблюдать Юпитер в максимально комфортных для земного наблюдателя условиях представится в последней декаде сентября 2022 года. В такие моменты на поверхности планеты с помощью небольшого телескопа можно хорошо разглядеть знаменитое Красное пятно, полосы на диске небесного тела, различные вихревые потоки в них, а также многое другое. Тот, кто один раз в жизни посмотрел в телескоп на эту интригующую сознание планету, будет стремиться сделать это вновь и вновь.
Позже вылететь, чтобы раньше добраться
Внутри Большого красного пятна
Зная кинематику движения планет и планируемую скорость космического аппарата, можно выбрать оптимальную дату старта ракеты-носителя, чтобы долететь до Юпитера как можно быстрее, затратив на это меньше топлива. Если выражаться точнее, то не межпланетная станция летит к небесному телу, а они вдвоем движутся к месту встречи, только маршрут планеты тысячелетиями неизменен, а траекторию движения летательного аппарата можно выбирать. Существуют варианты, когда аппарат, вылетевший позже, сумеет добраться до цели раньше, поэтому, чтобы их реализовать, стремятся построить ракету к подходящей для старта дате. Бывают случаи, когда выгоднее лететь дольше, но зато использовать при разгоне и маневрах «дармовой» источник энергии – гравитационное притяжение других планет.
Исследование планеты
В исследовании Юпитера принимали участие уже восемь космических миссий и девятая – «Юнона» находится в стадии реализации. Дата старта каждой из них выбиралась с учетом выбранного маршрута.
Так, орбитальная станция «Галилео», прежде чем стать искусственным спутником Юпитера, провела в пути более шести лет, но зато успела побывать около Венеры и пары астероидов, а также дважды пролететь мимо Земли.
А вот космический аппарат «Новые горизонты» достиг газового гиганта всего за 13 месяцев, так как его основная цель находится значительно дальше – это Плутон и пояс Койпера.
> > > Сколько лететь до Юпитера
Сколько лететь от Земли до Юпитера : расстояние к Солнцу и Земле, вращение по эллиптической орбите, запуски космических аппаратов Вояджер и Юнона с фото.
Мы знаем, что Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Но сколько лететь до Юпитера ? И что на это влияет?
Из-за масштабности газовый гигант сложно не заметить. Уже сама планета интересна из-за своих погодных условий и спутников, способных располагать подповерхностными океанами. А значит, это наилучшие места для поиска жизни.
И все же мы пока не готовим человеческую миссию и говорим лишь о полете на Марс. Дело в том, что Юпитер расположен слишком далеко. Насколько? Давайте посмотрим, сколько лет летели до Юпитера космические аппараты.
Первым отправился Пионер-10 в 1972 году. Он потратил 640 дней, но выбрал маршрут, который позволял исследовать внешнюю систему, отдалившись от самой планеты на 130000 км. Через год полетел Пионер-11, у которого ушло 606 дней. Отдаленность от Юпитера – 21000 км.
В 1979 году на поездку Вояджер-1 потратил 546 дней, а у Вояджера-2 – 688 дней. В среднем получается, что вам понадобится 550-650 дней. Но если вы хотите выйти на орбиту, то придется замедлиться.
Единственным на орбите был Галилео в 1989 году. Он не мог пойти к планете напрямую, поэтому сделал две гравитационные рогатки через Землю и Венеру и потратил на дорогу 2242 дней. Это замедление важно, иначе вы просто проскочите мимо объекта.
В 2016 году к планете подошел аппарат Юнона, у которого ушло 1795 дней. Но это не последнее посещение. Нас все еще интересуют спутники, поэтому ЕКА в 2022 году может запустить аппарат, который будет добираться… 20 лет!
Главная цель миссии – Европа, которая могла сохранить жизнь в своем океане. Сколько же времени лететь? Если вы просто мчитесь мимо, то примерно 600 дней, а если нацелены на орбитальную позицию, то около 2000. Теперь вы знаете, сколько лететь от Земли до Юпитера.
В разделе на вопрос сколько лет лететь до юпитера заданный автором Ёаша —- лучший ответ это Космические зонды добираются за один год (13-14 месяцев).
Ответ от Вадим Колосов [гуру]
посмотри расстояние и подели на скорость ракеты.
Ответ от Простодушный [гуру]
Зависит от взаимного положения планет. А так новые горизонты чуть больше чем за год долетел.
Ответ от Приспособляемость [гуру]
Если быстро лететь, то быстро долетишь, а медленно лететь — очень долго получится.
Ответ от Вова Сотников [гуру]
Так как обе планеты вращаются по эллиптической орбите вокруг Солнца, расстояние от Земли до Юпитера постоянно меняется. Когда две планеты располагаются на ближайшем расстоянии друг к другу, расстояние до Юпитера составляет всего 365 миллионов мили (примерно 588 миллионов километров). В своей ближайшей к нам точке, Юпитер светит настолько ярко, что даже Венера тускнеет в сравнении с ним. В своем крайнем положении к нашей Земле, планета Юпитер лежит на расстоянии в 601 000 000 мили (968 000 000 км).
Юпитеру требуется около 11,86 земных лет, чтобы завершить один полный оборот вокруг Солнца. Земля вращается вокруг Солнца и раз в 398,9 дней догоняет Юпитер, так что можно сказать, что Юпитер отстает от нас.
Время, необходимое для достижения космических аппаратов гигантской планеты зависит от ряда вещей. Космический корабль Галилео был запущен в октябре 1989 года. Прошло чуть более шести лет, когда космический аппарат достиг газового гиганта и прибыл в декабре 1995 года. Но корабль шёл кружным путем и путешествовал 2,5 миллиарда мили. Он путешествовал вокруг Венеры, Земли и астероида Гаспра, чтобы достичь Юпитера.
Вояджеру 1, с другой стороны, потребовалось всего два года, чтобы достичь планеты Юпитер. Стартовав 5 сентября 1977 года, Вояджер-1 достиг планеты уже 5 марта 1979 года. Это потому, что миссия Вояджер была разработана специально для изучения газовых гигантов.
Подписаться на еженедельную рассылку izhneftyanic.ru
Сколько времени нужно, чтобы добраться до Венеры?
[/ caption]
Хотя люди никогда не путешествовали, космические корабли с Земли побывали на Венере. Итак, сколько времени нужно, чтобы добраться до Венеры с Земли?
Первым космическим кораблем, запущенным к Венере, был советский космический корабль «Венера-1». Он был запущен 12 февраля 1961 года по курсу на Венеру. К сожалению, 17 февраля ученые потеряли связь с космическим кораблем. У диспетчеров миссии не было возможности внести поправку на курс, которая направила бы его ближе к Венере, поэтому считается, что 19 мая он прошел в пределах 100 000 км от планеты.Это общее время 97 дней; чуть больше 3-х месяцев.
Первым успешным пролетом над Венерой стал корабль НАСА «Маринер 2». Этот космический аппарат был запущен 8 августа 1962 года и совершил успешный пролет 14 декабря 1962 года. Таким образом, это составляет 110 дней от запуска до прибытия на Венеру.
Самым последним космическим кораблем, который полетел к Венере, был Venus Express ЕКА. Он был запущен 9 ноября 2005 года и совершил путешествие к Венере за 153 дня.
Почему такая большая разница во времени путешествия до Венеры? Все сводится к скорости и траектории пуска.И Земля, и Венера движутся по орбитам вокруг Солнца. Вы не просто наводите свой космический корабль прямо на Венеру и запускаете ракеты. Вы должны путешествовать по переходной орбите, которая перемещает вас между орбитой Земли и орбитой Венеры, догоняя Венеру, в идеале — выходя на орбиту. Чтобы совершить путешествие с меньшей и менее дорогой ракетой, вам придется совершить более длительный полет, на который уйдет больше времени.
Люди никогда не путешествовали на Венеру, но, возможно, когда-нибудь они это сделают; хотя пытаться приземлиться на планету было бы крайне неприятно.Может быть, было бы неплохо просто пролететь мимо.
Мы написали много статей о Венере для Вселенной сегодня. Вот статья о влажном вулканическом прошлом Венеры, а вот статья о том, как на Венере могли быть континенты и океаны в древнем прошлом.
Хотите больше информации о Венере? Вот ссылка на выпуски новостей Хабблсайта о Венере, а здесь — Руководство НАСА по исследованию Венеры Солнечной системы.
Мы записали целую серию Astronomy Cast, посвященную только планете Венера.Послушайте это здесь, Эпизод 50: Венера.
Как это:
Нравится Загрузка …
Время перехода к планетам — сколько времени потребуется, чтобы добраться до Марса
Сегодня компания Mars One объявила 100 последних кандидатов, выбранных для полета на Марс в один конец, и 33 Американцы сделали сокращение. Некоммерческая организация, базирующаяся в Нидерландах, хотела бы основать колонию на красной планете и планирует сделать это без помощи НАСА, потому что у НАСА есть свои собственные дела.
Так почему мы еще не там? У нас есть ракеты, у нас есть Сойлент.На Марсе есть лед, который мы можем растопить, чтобы получить воду для смешивания Soylent. В чем проблема?! Что ж, добраться до него непросто. Пространство бесконечно, и нужно много времени, чтобы добраться до места.
Проверьте время прохождения каждой из наших планет, согласно данным Института планетологии.
1. Меркурий, 6,5 лет (Посланник)
Мы совершили наш первый пролет над Меркурием в 1970-х годах, и нам потребовалось около 147 дней, чтобы добраться туда. Но если вы действительно хотите отправиться туда, вам нужно снизить скорость до его орбитальной скорости, что требует серьезного времени.2. Венера, 15 месяцев (Магеллан)
Несмотря на то, что Венера является нашим ближайшим соседом, она все еще составляет 25 000 000 миль в самом ближайшем (и 162 000 000 миль в самом дальнем). К счастью, никто не хочет туда ехать, потому что это супер-противно.3. Луна, 3 дня (Аполлон-11)
Мы уже делали это раньше. Если мы не получим ракету более мощную, чем Сатурн V, что было бы чрезвычайно впечатляюще, это займет три дня. Что нормально, это луна. Кроме того, да, мы знаем, что технически это не планета.4. Марс, 7 месяцев (возможность)
Мы отправили несколько марсоходов, и время в пути зависело от того, где мы были на нашей орбите по сравнению с Марсом. Мы отработали 7 месяцев, но это может занять значительно больше времени, если наши циклы не будут согласованы. Марс далеко, и если пара астронавтов немного повеселится, космический корабль, который мы отправим, может приземлиться с одним дополнительным.5. Юпитер, 6 лет (Галилео)
Мы никогда не собираемся путешествовать к Юпитеру, потому что он в основном состоит из газа. Однако мы можем отправиться на Европу, одну из ее лун.Путешествие к Юпитеру занимает около 6 лет, и мы проделали сложный путь — используя земную гравитацию, чтобы дважды запустить зонд Galileo , чтобы совершить путешествие. Придется прибегнуть к классному колдовству, если у вас нет дополнительного ракетного ускорителя.6. Сатурн, 7 лет (Кассини)
«Кассини» потратил большую часть десятилетия, чтобы совершить путешествие, запустив его в 1997 году и приземлившись в 2004 году. Он видел большинство планет между ними и использовал гравитацию Юпитера, чтобы совершить последний рывок. . Интересно, что он был не один и нес на борту спускаемый аппарат Гюйгенс, который успешно приземлился на спутнике Сатурна Титане.Это совершенно потрясающе. Кассини все еще активен спустя 17 лет.7. Уран, 8,5 лет («Вояджер»)
«Вояджер» совершил путешествие чуть менее чем за десять лет. Однако он продолжал существовать и уже давно находится за пределами нашей солнечной системы. А вы думали, что до Урана осталось совсем немного!8. Нептун (Вояджер)
Хотите отправиться на Нептун? На это уйдет 12 лет. К счастью, нет веских причин, по которым кто-то захочет туда пойти.10. Плутон, 9,5 лет (новые горизонты)
Зонд, запущенный нами в 2006 году, наиболее близко прошел мимо Плутона 14 июля 2015 года.Приятно, что кто-то все еще обращает внимание на маленького карлика.
Этан Вольф-Манн — заместитель редактора Supercompressor. Это ракетчик, который в одиночестве сжигает свой запал. Следуйте за ним в Instagram и Twitter.
Как далеко Венера? И как долго ехать туда?
Венера — самая яркая планета на ночном небе. Фактически, не считая солнца и луны, это самый яркий объект на небе!
Солнце очень яркое, потому что это огромный горящий шар из газа.Луна яркая, потому что она невероятно близко, но Венера яркая по двум причинам: во-первых, у нее сильно отражающая атмосфера, а во-вторых, она ближе к нам, чем любое другое крупное тело, кроме Луны.
Но насколько точно Венера находится к Земле?
Давай выясним.
Расстояние до Венеры меняется со временем
Все планеты движутся по эллиптической орбите вокруг Солнца. Эллипс похож на сжатый круг. Орбита Венеры — самая круговая из всех планет, поэтому время, когда мы наиболее близко или дальше всего от нее, во многом определяется орбитой Земли.
Земля (синий) и Венера (желтый) в ближайшем и самом дальнем из нихПоскольку планеты следуют по своим орбитам, бывают моменты, когда они находятся очень близко друг к другу, а иногда — более отдаленные друг от друга.
Когда Венера достигает «высшего соединения», она находится на противоположной от нас стороне Солнца. Наибольшее расстояние это может быть, когда Земля находится на крайнем конце своего орбитального эллипса, что показано как самое большое расстояние на картинке выше.
Точно так же они находятся ближе всего друг к другу в точке «нижнего соединения», которое происходит каждые 584 дня.Это момент, когда Земля, Венера и Солнце находятся на одной линии с Венерой и Землей на одной стороне Солнца.
Венера сегодня вечером в ночном небе? Щелкните ссылку, чтобы узнать.
Самое близкое к Земле Венера — это когда нижнее соединение происходит на наименее искривленной части земной орбиты. Это когда Земля находится рядом с перигелием, самым близким приближением к Солнцу, и это показано на диаграмме как самое короткое расстояние.
Орбиты двух планет математически переплетены и повторяются почти каждые пять соединений, что занимает восемь лет.Это означает, что расстояние между Землей и Венерой в любом данном соединении будет примерно одинаковым за время пяти соединений.
Вооруженные этим знанием, мы понимаем, что не существует однозначного ответа на вопрос «как далеко находится Венера?».
Вместо этого давайте посмотрим на самые близкие, средние и самые дальние расстояния от Венеры до нашей планеты.
Ближайшее приближение Венеры к Земле
Венера находится ближе всего к Земле в ее нижнем соединении. Наименьшее расстояние, которое может быть сегодня, составляет чуть меньше 24.8 миллионов миль (40 миллионов км). Их орбиты редко позволяют этому случиться, но в январе 2022 года такое близкое сближение.
Расстояния для следующих нескольких нижних соединений приведены ниже:
- 3 июня 2020 г. — 26,8 миллиона миль (43,2 миллиона км)
- 8 января 2022 г. — 24,7 млн миль (39,8 млн км)
- 12 августа 2023 г. — 43,2 млн км (26,8 млн км)
- 23 марта 2025 г. — 42,0 млн км (26,1 млн миль)
орбита с течением времени означает, что минимальное расстояние между нашими двумя планетами увеличилось.С 1623 года Венера находилась не ближе к Земле, чем 24,5 миллиона миль (39,5 км км).
После 5683 года Венера не будет приближаться к Земле на расстояние более 60 000 лет.
Самое дальнее расстояние Венеры от Земли
Венера находится дальше всего от Земли в превосходных соединениях. Максимальное расстояние, которое это может быть, составляет около 161,6 миллиона миль ( 260 миллионов км) и . В июне 2024 года Венера будет почти настолько далеко от нас, насколько это возможно.
- 26 марта 2021 г. — 257,8 млн км (160,2 млн миль)
- 23 октября 2022 г. — 256,9 млн км (159,6 млн миль)
- 4 июня 2024 г. — 259,6 млн км (161,3 млн миль)
- янв. 06, 2026 г. — 256,0 млн км (159,1 млн миль)
Эти максимальные расстояния происходят, когда Земля находится в афелии или около него, т.е. на самом дальнем расстоянии от Солнца.
Среднее расстояние до Венеры
Самые близкие и дальние сближения Венеры происходят примерно каждые 19 месяцев.Между тем, среднее расстояние Венеры от Земли составляет около 42,2 миллиона миль или 68 миллионов км .
Это не полная история, потому что расстояние до Венеры меняется каждый день и сильно меняется в зависимости от орбиты, но это полезное приближение.
Венера ближе Марса?
Мы часто говорим о Венере и Марсе, которые являются нашими сестринскими планетами, но только одна из них может быть ближе всего к Земле.
Марс в среднем значительно дальше от нас, чем Венера.На среднем расстоянии 117 миллионов миль (188 миллионов км) красная планета находится примерно в три раза дальше от нас, чем Венера.
Узнайте, как увидеть Венеру в телескоп.
В июле 2018 года Марс находился на расстоянии 36 миллионов миль (57,6 миллиона км) от нашей планеты и не приблизится к этому значению до сентября 2035 года. Таким образом, даже в самом близком к нему месте Марс все еще находится на расстоянии 10 миллионов миль дальше дальше, чем Венера находится в ближайшем приближении.
Венера — ближайшая к Земле планета (она также наиболее близка по размеру).
Сколько времени нужно, чтобы добраться до Венеры?
Теперь, когда мы знаем расстояние до этого скалистого мира Венеры, мы можем закончить эту статью, вычислив, сколько времени потребуется, чтобы добраться туда.
Сначала мы воспользуемся чистым подходом и измерим время, необходимое свету, чтобы пройти от Венеры до Земли.
Затем мы войдем в реальный мир, где мы не можем путешествовать со скоростью, близкой к скорости света, и посмотрим, сколько времени потребуется космическому кораблю, чтобы добраться до ближайшей планеты Солнечной системы.
Сколько времени нужно свету, чтобы пройти от Венеры до Земли
Свет распространяется с максимально возможной скоростью, которая составляет более 186 000 миль в секунду (почти 300 000 км / с).
Давайте посмотрим, что это значит для времени, необходимого для преодоления самого короткого, среднего и самого длинного промежутков между Землей и Венерой:
- Наименьшее = 24,8 м миль (40 км) = 133 секунды (2 минуты 13 секунд)
- Среднее значение = 42,2 м миль (68 км) = 227 секунд (3 минуты 46 секунд)
- Самый дальний = 161.6 м миль (260 км) = 869 секунд (14 минут 29 секунд)
При среднем расстоянии в 42,2 миллиона миль свету требуется 3 минуты 46 секунд, чтобы достичь Земли от Венеры. Поскольку планеты вращаются вокруг Солнца, это время варьируется от 2 минут 13 секунд до 14 минут 29 секунд.
Когда вы смотрите на Венеру в свой телескоп, вы видите планету такой, какой она была по крайней мере две минуты 13 секунд назад и, возможно, четверть часа назад!
Конечно, путешествия на свету — это фантастика, поэтому давайте подведем итоги и посмотрим, сколько времени требуется космическим кораблям, чтобы добраться туда.
Сколько времени нужно космическому кораблю, чтобы добраться до Венеры?
Путешествие к Венере на космическом корабле — дело непростое.
Невозможно просто выяснить, где находится Венера, навести на нее космический корабль и нажать большую кнопку запуска.
Вместо этого мы должны учитывать движение планет, поскольку они постоянно вращаются вокруг Солнца. Мы также должны избежать нашего гравитационного притяжения в начале нашего путешествия и войти в Венеру в конце.
Все это похоже на балет физики, часто лучший путь для достижения нашей цели не самый прямой, что увеличивает время, необходимое для поездки туда.
Лучшее, что мы можем сделать, — это измерить фактическое время в пути от прошлых успешных миссий до нашей ближайшей планеты. Ниже приведены лишь некоторые из них. Щелкните здесь, чтобы просмотреть полный список.
| Миссия | Дата запуска | Время в пути (дни) | ||
| Маринер 2 | 27 августа 1962 года | 109 | ||
| Венера 418 Венера 4 128 | ||||
| Венера 6 | 10 января 1969 | 127 | ||
| Венера 8 | 27 марта 1972 г. | 117 | ||
| Венера 10 | 14 июня 1975 | 1 | 20 мая 1978 г. | 198 |
| Венера 16 | 07 июня 1983 г. | 126 | ||
| Галилео (облет) | 18 октября 1989 г. | 115 | ||
| 902 Венера | 153 |
Наименьшее время, которое потребовалось космическому кораблю, чтобы добраться до Венеры с Земли, составляет 109 дней, или 3 дня.5 месяцев. Самый длинный путь занял 198 дней или 6,5 месяцев. Большинство поездок занимает от 120 до 130 дней, что составляет около 4 месяцев.
Теперь вы знаете все, что вам нужно, о расстоянии до Венеры и о том, сколько времени нужно, чтобы добраться до нее, что еще больше вам понравится, когда вы в следующий раз будете рассматривать ее серп в телескоп.
Нам нужно отправиться на Венеру как можно скорее.
Венера уже давно играет второстепенную роль после своего более красного, меньшего и более далекого брата.Учитывая, насколько негостеприимными мы научились быть Венере, мы потратили большую часть прошлого века, возлагая некоторые из наших самых больших надежд на обнаружение признаков внеземной жизни на Марсе.
На этой неделе все изменилось.
В понедельник было объявлено, что в облаках над Венерой был обнаружен специфический газ под названием фосфин. Газ вырабатывается микробами здесь, на Земле, и после того, как большинство известных небиологических процессов были исключены, это открытие возродило надежды на существование жизни на Венере.Теперь нам нужно знать наверняка.
«Чтобы понять суть этого вопроса, нам нужно отправиться на Венеру», — говорит Пол Бирн, планетолог из Университета Северной Каролины и самопровозглашенный «евангелист Венеры». На самом деле, возможно, пришло время подумать не о , а о о том, какой должна быть следующая миссия на Венеру, а о том, как будет выглядеть совершенно новая эра исследования Венеры: флот из нескольких миссий, которые исследуют Венеру согласованно, как мы сейчас делать с Марсом.
В конце концов, с наземными приборами можно сделать очень мало.«Венера очень яркая, и многие из крупных наземных телескопов не могут ее должным образом наблюдать», — говорит Сара Сигер, астроном Массачусетского технологического института и одна из соавторов нового исследования фосфина. Эта яркость, вызванная интенсивным отражением солнечного света от его толстых облаков и подчеркнутая его непосредственной близостью к Земле, в основном ослепляет наши инструменты для проведения подробных наблюдений за планетой. Это похоже на попытку смотреть на дорогу, когда дальний свет другой машины направлен в вашу сторону.Космические телескопы могут работать лучше, но Сигер говорит, что еще слишком рано говорить, будут ли они страдать от той же проблемы.
И хотя телескопы на Земле могут обнаруживать следы фосфина и других представляющих интерес газов, на самом деле нет способа выяснить, созданы ли они жизнью или какой-то другой экзотической химией, например вулканизмом. Хотя Сигер и ее команда полностью исключили известных естественных причины фосфина на Венере, планета вполне может быть домом для геохимии, о которой мы никогда не думали.Ответить на эти вопросы и полностью исключить естественные объяснения означает, что нам нужно подойти поближе.
Итак, поехали на Венеру!Конечно, это легче сказать, чем сделать. Температура на поверхности достигает 464 ° C, а давление в 89 раз выше, чем на Земле. Только Советский Союз успешно приземлился на поверхности Венеры — его посадочный модуль «Венера-13» проработал 127 минут, прежде чем поддался стихии в 1982 году. Нелегко оправдать затраты сотен миллионов или даже миллиардов долларов на миссию, которая могла быть завершена в дело нескольких часов, а не дать нам то, что нам нужно.
Итак, орбитальный аппарат — самый разумный старт. В отличие от наземных наблюдений, орбитальные аппараты могут вглядываться в атмосферу, и им будет удобнее наблюдать, как фосфин или другие потенциальные биосигнатуры меняются с течением времени или в каких регионах они наиболее сконцентрированы. У людей есть опыт выполнения таких миссий. Последним крупным орбитальным аппаратом Венеры был Venus Express ЕКА, который изучал Венеру в течение восьми лет, пока инженеры не потеряли с ним контакт, вероятно, из-за того, что у него закончилось топливо. В настоящее время единственный космический аппарат, исследующий Венеру, — это японский орбитальный аппарат Акацуки, который прибыл в 2015 году для изучения климата и погоды планеты.Он занимается наукой, но у него нет никаких инструментов, которые могли бы реально исследовать химию атмосферы и искать признаки органической жизни.
Орбитальный аппарат также дает возможность реализовать более смелые проекты и отправиться прямо в облака. Возможна миссия по возврату образцов, в которой космический корабль вылетает в атмосферу и набирает немного газа, чтобы доставить его на Землю для лабораторного анализа. Бирн отмечает, что за многие годы многие предложения призвали бросить что-то в саму атмосферу, чтобы найти больше биосигнатур или даже органических веществ.Чтобы такая платформа оставалась в воздухе как можно дольше (потенциально недели или месяцы), инженеры предложили замедлить ее спуск с помощью воздушных шаров или роторов.
Трудный выборОднако попытка найти жизнь на другой планете — это не просто прогулка из точки А в точку Б. Ни одна миссия на Венеру не сможет выполнить всю работу, необходимую для ответа на вопрос. . НАСА уже работает над двумя предполагаемыми миссиями на Венеру. DAVINCI + — это зонд, который погрузится прямо в атмосферу Венеры и изучит ее химический состав с помощью нескольких спектрометров в течение 63-минутного спуска.VERITAS — это орбитальный аппарат, который будет использовать комбинацию радара и ближней инфракрасной спектроскопии, чтобы заглядывать за пределы толстых облаков планеты и помогать нам понять геологию и топографию поверхности. Предыдущие исследования предполагают, что на планете мог быть активный вулканизм и, возможно, когда-то здесь находились мелководные океаны, но неспособность нанести на карту поверхность оптически делает невозможным проверку этих теорий.
Каждая миссия может предоставить новые интересные подсказки, которые приблизят нас к определению, есть ли там жизнь, но ни один из них не сможет ответить на этот вопрос сам по себе.Например, когда дело доходит до фосфина, DAVINCI + может оказаться достаточно удачливым, чтобы определить, в каких частях атмосферы сконцентрирован этот газ. Но если он производится на поверхности, зонд не обязательно будет иметь инструменты для определения местоположения. . VERITAS мог бы найти место странной геохимии, но без фактического отбора проб фосфина непосредственно в облаках не было бы достаточно доказательств, чтобы связать две загадки.
Думай масштабноБирн настроен оптимистично в отношении того, чтобы увидеть всеобъемлющую программу исследования Венеры, подобную той, которую мы уже видели для Марса.На этой планете есть орбитальные аппараты, которые делают снимки ландшафта, измеряют атмосферный выброс и химический состав, а также изучают погоду. Есть вездеходы, которым поручено разбираться в органике на земле и искать признаки жизни. Есть спускаемые аппараты, изучающие внутреннюю геологию и измеряющие сейсмическую активность планеты.
Представьте себе аналогичную программу на Венере, в которой одновременно работают несколько миссий. В рамках такой программы и VERITAS, и DAVINCI + будут работать вместе с другими миссиями, чтобы изолировать биосигнатуры, такие как фосфин, и действительно посмотреть, являются ли они свидетельством сохранившейся жизни или нет.«Я бы не хотел выбирать одно из них», — говорит Бирн. «Но даже если бы у нас было и то, и другое, я бы все равно выступал за большее количество миссий».
Эти две миссии (плюс две другие) находятся в стадии разработки, чтобы получить зеленый свет от НАСА в апреле следующего года. Окна запуска к Венере (когда планета находится ближе всего к Земле) происходят каждые 19 месяцев. Если будет выбран любой из них, он не будет запущен не раньше 2026 года, и на то, чтобы совершить путешествие, потребуется как минимум несколько месяцев.
Конечно же, могут быть другие миссии — и раньше.Космическое агентство Индии обсуждает запуск в 2023 году орбитального аппарата «Шукраяан-1» для изучения химии атмосферы. Базирующаяся в Новой Зеландии Rocket Lab хочет запустить небольшой спутник под названием Photon для облета Венеры уже в 2023 году. В рамках этой миссии будет развернут небольшой зонд в атмосфере Венеры для сбора данных, хотя он, вероятно, будет нести только один прибор, что ограничит дальность полета. объем любого результирующего исследования. Бирн отмечает, что, возможно, стоит подумать о создании программы из нескольких более дешевых миссий, таких как Photon, а не нескольких очень дорогих, таких как DAVINCI + и VERITAS.Сигер говорит, что в ее ближайших планах — «провести исследование концепции миссии для гибкой недорогой миссии» в сотрудничестве с Breakthrough Initiatives (возглавляемой израильско-российским миллиардером Юрием Мильнером).
И хотя миссии на поверхность трудно осуществить, всегда был постоянный поток предложений о том, как улучшить конструкцию космических кораблей, чтобы продлить срок службы посадочных устройств. Один, предложенный учеными НАСА, под названием Long-Lived In-situ Solar System Exploration, призывает к созданию электроники и оборудования, способных выдержать суровые условия Венеры в течение 60 дней.Однако посадочный модуль такого типа, вероятно, будет готов не раньше следующего десятилетия.
Даже если мы не найдем признаков жизни на Венере, это тоже интересно: это будет означать, что Венера и Земля были двумя планетами, которые начинались очень похоже и закончили с радикально разными судьбами. «Это по-прежнему вызывает серьезные вопросы, на которые нужно ответить», — говорит Бирн. «Но чтобы ответить на них, нам нужна программа по изучению планеты».
Миссии на Венеру: основные моменты истории и когда мы можем вернуться
Карл Саган однажды сказал, что Венера — это планета в нашей солнечной системе, которая больше всего похожа на ад.Итак, когда мы вернемся?
В понедельник астрономы сообщили об обнаружении химического вещества в кислых облаках Венеры, фосфина, что может быть возможным признаком жизни. Из-за этого некоторым планетологам не терпится вернуться на вторую планету Солнца, особенно те, кто считает, что Венеру давно упускают из виду в пользу Марса и других направлений.
«Если эта планета активна и производит фосфин, и в атмосфере Венеры есть что-то, что делает это, то, клянусь всемогущим, забудьте эту чепуху о Марсе», — сказал Пол Бирн, планетолог из Университета Северной Каролины.«Нам нужен посадочный модуль, орбитальный аппарат, нам нужна программа».
Венеру посетить непросто. Его богатая углекислым газом атмосфера в 90 раз плотнее нашей, а температура поверхности составляет в среднем 800 градусов по Фаренгейту. Его надводное давление достаточно велико, чтобы раздавить несколько подводных лодок.
Но это не остановило попытки человеческих космических программ. Около 40 космических роботов, запущенных правительствами на Земле, так или иначе пытались посетить Венеру. Вот основные моменты из прошлых путешествий к Венере, а также перспективы скорейшего возвращения на планету, чтобы узнать, что происходит в этих облаках.
Многие советские посетители Венеры
В 1961 году советская космическая программа начала попытки исследовать Венеру. В последующие десятилетия он запустил десятки космических кораблей в направлении мира, который иногда называют близнецом Земли. В то время как советские исследования Венеры начались со многих осечек, страна первой приземлила космический корабль в другом мире, а вскоре и первой сделала фотографии с поверхности другой планеты. Их инженерные достижения были значительными даже по современным меркам.
После того, как они увидели свой первый космический корабль, отправленный в атмосферу, раздавленный, как жестяные банки, Советы осознали, насколько сильным было давление на Венеру. Этот метод проб и ошибок привел к созданию пятитонного металлического космического корабля, способного выдержать, пусть даже в течение всего часа, огромное давление на поверхности.
«Венера-4» в 1967 году стала первым космическим аппаратом, который измерил атмосферу другой планеты и обнаружил большое количество углекислого газа, вызывающего непрекращающийся венерианский парниковый эффект.
Затем, в 1975 году, зонд «Венера-9» стал первым, кто сделал снимки с поверхности другой планеты. Мир официально встретил Венеру. Изображения, которые он и более поздние миссии отправили обратно, показали, что планета действительно не была похожа ни на одну другую: потрескавшаяся местность под туманным, разбавленным неоновым зеленым светом. Планета, которая, как мы думали, могла быть покрыта океанами и сродни нашему собственному, была вместо этого чужим миром с ядовитым дождем.
Более поздние миссии серии «Венера» в 1980-е гг. Позволили ученым лучше понять геологические процессы на планете.Венера-11 и 12 зафиксировали большое количество молний и громов, когда они выходили на поверхность. Венера 13 и 14 были оснащены микрофонами, которые фиксировали звуки их спуска на поверхность, что сделало их первым космическим кораблем, записывающим звук с другой планеты.
В 1985 году Советский Союз завершил свои встречи с Венерой с помощью двух космических кораблей «Вега», каждый из которых выпустил большие воздушные шары с научными приборами, демонстрируя потенциал зондов, которые могли бы парить в облаках планеты.
Замедление советской космической программы к концу холодной войны остановило запуски к Венере. В то время как в российской космической программе обсуждается будущее исследование Венеры, ее концепции еще не вышли из-под контроля.
НАСА тоже следило за Венерой.
В то время как Марс всегда казался яблоком глаз американских планировщиков космоса, программы Mariner и Pioneer 1960-х и 1970-х годов нашли время для Венеры.
Mariner 2 был первым американским космическим кораблем, достигшим Венеры в 1962 году.Было установлено, что в облаках температура была ниже, а на поверхности — очень жарко.
В 1978 году миссии Pioneer позволили американским исследователям поближе познакомиться. Первый из пары вращался вокруг планеты почти 14 лет, открывая многое о таинственной атмосфере Венеры. Он также заметил, что поверхность была более гладкой, чем у Земли, и что у Венеры было очень мало или, возможно, вообще не было магнитного поля. Вторая миссия «Пионер» послала несколько зондов в атмосферу Венеры, которые вернули информацию о структуре облаков и показания радаров на поверхности.
Аппарат НАСА «Магеллан» вышел на орбиту в 1990 году и провел четыре года, составляя карту поверхности и ища свидетельства тектоники плит. Было обнаружено, что почти 85 процентов поверхности было покрыто старыми потоками лавы, что указывает на значительную прошлую и возможную нынешнюю вулканическую активность.
Это был также последний из американских посетителей, хотя некоторые космические аппараты НАСА использовали Венеру в качестве рогатки, когда устанавливали курс для других пунктов назначения.
Другие посетители Венеры
Venus Express был запущен Европейским космическим агентством в 2005 году.Он вращался вокруг планеты восемь лет и заметил, что он все еще мог быть геологически активным.
На данный момент единственным гостем планеты с Земли является Акацуки, который был запущен Японией в 2010 году. Зонд пропустил встречу с Венерой, когда его двигатель не сработал, когда он выходил на орбиту. К 2015 году руководителям миссии удалось направить ее на орбиту и изучить планету.
С тех пор он изменил взгляд ученых на нашего облачного близнеца. Изучая физику плотных облачных слоев Венеры, миссия выявила возмущения в ветрах планеты, известные как гравитационные волны, а также экваториальные струйные течения в ее атмосфере.
Кто следующий?
Было предложено множество миссий обратно на Венеру, и некоторые космические агентства заявили о намерении посетить планету. Но сложно сказать, поедет ли кто-нибудь из них.
Космическое агентство Индии предложило миссию под названием Shukrayaan-1, которая будет вращаться вокруг планеты и в первую очередь сосредоточится на химии атмосферы.
Питер Бек, основатель Rocket Lab, частной компании, основанной в Новой Зеландии и запустившей в космос около дюжины ракет, недавно заявил о том, что отправит на планету небольшой спутник.
НАСА рассмотрело ряд предложений по Венере за последнее десятилетие, в том числе два в 2017 году, которые стали финалистами программы NASA Discovery, которая ранее отправляла исследователей на Луну, Марс, Меркурий и другие направления. Но вместо этого агентство выбрало пару миссий по астероиду.
Также в 2017 году для более крупного и более дорогостоящего конкурса New Frontiers НАСА рассматривало миссию на Венеру под названием Venus In situ Composition Investigations, или Vici, которая стремилась вывести два посадочных модуля на поверхность планеты.Его обошли стороной Dragonfly, которая отправит дрон с плутониевым питанием для полета на Титан, самый большой спутник Сатурна.
НАСА, однако, предоставило деньги на некоторые технологии, которые потребуются Вичи. А у сторонников Венеры может появиться новый защитник в НАСА. Лори С. Глейз, главный исследователь Вичи, в настоящее время является директором отдела планетологии НАСА.
У агентства будет еще один шанс выбрать миссию Венеры для финансирования в следующем раунде его программы Discovery.
Два космических корабля Венеры, названные DAVINCI + и VERITAS, соревнуются в предполагаемых миссиях к спутнику Нептуна Тритон или вулканическому спутнику Юпитера Ио. НАСА может выбрать двух из четырех финалистов. И у посетителей Венеры могут быть другие возможности.
«Мы также должны признать, что Венера — это планетарная цель, к которой мы можем добраться и с помощью небольших миссий», — сказал Томас Зурбухен, глава управления научных миссий НАСА.
Кеннет Чанг предоставил отчеты.
Подробнее | Венера — НАСА Исследование солнечной системы
ВведениеВенера — вторая планета от Солнца и наш ближайший планетарный сосед. Схожая по структуре и размеру с Землей, Венера медленно вращается в противоположном направлении от большинства планет. Его плотная атмосфера улавливает тепло в результате неуправляемого парникового эффекта, что делает ее самой горячей планетой в нашей солнечной системе с температурой поверхности, достаточной для плавления свинца. Взгляды под облаками открывают вулканы и деформированные горы.
Венера названа в честь древнеримской богини любви и красоты, которую древние греки называли Афродитой.
Размер и расстояние Размер и расстояниеС радиусом 3760 миль (6052 км) Венера примерно того же размера, что и Земля, только немного меньше.
При среднем расстоянии 67 миллионов миль (108 миллионов километров) Венера находится на 0,7 астрономической единицы от Солнца. Одна астрономическая единица (сокращенно AU) — это расстояние от Солнца до Земли.Чтобы добраться от Солнца до Венеры, требуется 6 минут солнечного света.
3D-модель Венеры. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD) ›Параметры загрузки Орбита и вращение Орбита и вращениеВращение и орбита Венеры необычны по нескольким причинам. Венера — одна из двух планет, вращающихся с востока на запад. Только Венера и Уран имеют это «обратное» вращение. Он совершает один оборот за 243 земных дня — самый длинный день из всех планет в нашей солнечной системе, даже дольше, чем целый год на Венере.Но Солнце не встает и не заходит каждый «день» на Венере, как на большинстве других планет. На Венере один цикл день-ночь занимает 117 земных дней, потому что Венера вращается в направлении, противоположном ее орбитальному обороту вокруг Солнца.
Венера совершает полный оборот вокруг Солнца (год по венерианскому времени) за 225 земных дней или чуть меньше двух венерианских циклов день-ночь. Его орбита вокруг Солнца является самой круглой из всех планет — почти идеальный круг. Орбиты других планет имеют более эллиптическую или овальную форму.
При наклоне оси всего в 3 градуса Венера вращается почти вертикально, поэтому на ней не бывает заметных времен года.
СоставКонструкция
Венера во многом похожа на Землю по своему строению. У него железное ядро, радиус которого составляет около 2 000 миль (3 200 км). Выше — мантия из раскаленного камня, медленно взбивающегося из-за внутреннего тепла планеты. Поверхность представляет собой тонкую каменную корку, которая вздувается и движется, когда мантия Венеры смещается и образует вулканы.
ФормированиеФормация
Когда Солнечная система приобрела нынешнюю структуру около 4,5 миллиарда лет назад, Венера сформировалась, когда гравитация стянула закрученный газ и пыль вместе, чтобы сформировать вторую планету от Солнца. Как и другие планеты земного типа, Венера имеет центральное ядро, скалистую мантию и твердую кору.
Венера для детей
Несмотря на то, что Венера не самая близкая к Солнцу планета, она все же самая горячая. У него плотная атмосфера, полная двуокиси углерода парникового газа и облаков из серной кислоты.Атмосфера удерживает тепло и сохраняет тепло Венеры. На Венере так жарко, что такие металлы, как свинец, будут лужами расплавленной жидкости.
Венера выглядит очень активной планетой. Здесь есть горы и вулканы. Венера по размеру похожа на Землю. Земля просто немного больше.
Венера необычна, потому что она вращается в противоположном направлении от Земли и большинства других планет. И его вращение очень медленное.
Посетите NASA Space Place, чтобы узнать больше о детях.
NASA Space Place: все о Венере ›Поверхность
Площадь
Из космоса Венера ярко-белая, потому что она покрыта облаками, которые отражают и рассеивают солнечный свет.На поверхности камни имеют разные оттенки серого, как камни на Земле, но плотная атмосфера фильтрует солнечный свет, так что все выглядело бы оранжевым, если бы вы стояли на Венере.
На Венере есть горы, долины и десятки тысяч вулканов. Самая высокая гора на Венере, Максвелл Монтес, имеет высоту 20 000 футов (8,8 км), как и самая высокая гора на Земле — Эверест. Пейзаж пыльный, а температура поверхности достигает 880 градусов по Фаренгейту (471 градус Цельсия).
3D-модель поверхности Венеры. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD) ›Параметры загрузкиСчитается, что поверхность Венеры полностью изменилась из-за вулканической активности 300–500 миллионов лет назад. На Венере есть две большие горные области: Иштар-Терра, размером с Австралию, в северном полярном регионе; и Афродита Терра размером с Южную Америку, расположенная по обе стороны экватора и простирающаяся почти на 6000 миль (10 000 километров).
Венера покрыта кратерами, но ни один из них не меньше нуля.От 9 до 1,2 миль (от 1,5 до 2 км) в поперечнике. Маленькие метеороиды сгорают в плотной атмосфере, поэтому только крупные метеороиды достигают поверхности и образуют ударные кратеры.
Почти все поверхности Венеры названы в честь примечательных земных женщин — как мифологических, так и реальных. Вулканический кратер назван в честь Сакаджавеи, женщины-индейца, которая руководила исследованиями Льюиса и Кларка. Глубокий каньон назван в честь Дианы, римской богини охоты.
Атмосфера АтмосфераАтмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа с облаками из капель серной кислоты.Плотная атмосфера улавливает солнечное тепло, в результате чего температура поверхности превышает 880 градусов по Фаренгейту (470 градусов по Цельсию). Атмосфера состоит из множества слоев с разной температурой. На уровне облаков, примерно в 30 милях от поверхности, температура примерно такая же, как на поверхности Земли.
Когда Венера движется вперед по своей солнечной орбите, медленно вращаясь назад вокруг своей оси, верхний уровень облаков проносится вокруг планеты каждые четыре земных дня под действием ураганного ветра, движущегося со скоростью около 224 миль (360 километров) в час.Атмосферные молнии освещают эти быстродвижущиеся облака. Скорости внутри облаков уменьшаются с высотой облаков и оцениваются на поверхности всего в несколько миль в час.
На земле это выглядело бы как очень туманный пасмурный день на Земле. А атмосфера настолько тяжелая, что кажется, будто вы находитесь на глубине 1,6 километра под водой.
МагнитосфераМагнитосфера
Хотя Венера по размеру похожа на Землю и имеет железное ядро такого же размера, магнитное поле Венеры намного слабее, чем у Земли, из-за медленного вращения Венеры.
КольцаКольца
У Венеры нет колец.
ЛуныЛуны
У Венеры нет спутников.
Потенциал для жизни Жизненный потенциалНи один человек не посещал Венеру, но космические корабли, которые были отправлены на поверхность Венеры, продержатся там недолго. Высокие температуры поверхности Венеры за короткое время перегревают электронику космических аппаратов, поэтому маловероятно, что человек сможет долго выжить на поверхности Венеры.
Есть предположения о существовании жизни в далеком прошлом Венеры, а также вопросы о возможности существования жизни в верхних облачных слоях атмосферы Венеры, где температуры менее экстремальны.
Логистика пилотируемого полета на Венеру — Новый стек
Кажется, что каждый день мы сталкиваемся со сложной логистикой и развертыванием, поскольку мы бесстрашно прокладываем себе путь к передовым технологиям. Но на этой неделе появилось новое напоминание о некоторых еще более впечатляющих достижениях, которых человечество может однажды достичь.
Два британских академика напомнили миру об исследованиях НАСА возможности пилотируемых полетов в небеса Венеры.Они писали, что идея заключается не в том, чтобы высадить людей на негостеприимной поверхности, а в том, чтобы использовать плотную атмосферу в качестве базы для исследований.
Правильное пространствоЕще в 2014 году Исследовательский центр НАСА в Лэнгли опубликовал видео под названием «Способ исследовать Венеру», в котором Венеру назвал «нашим ближайшим планетным соседом». Венера примерно на 23 процента ближе, чем Марс — всего в 25 миллионах миль от Земли при самом близком приближении к Земле, что происходит раз в 584 дня. Это означает, что оптимальное «окно возможности миссии» для полета к Венере происходит один раз в полтора года — по сравнению с каждые два года для Марса — и НАСА признало, что путешествие к нашей ближайшей планете будет быстрее, чем полет на Марс.
Обратная сторона? Поверхность Венеры имеет температуру 863 градуса по Фаренгейту, и научные исследования поверхности планеты «обнаружили, что Венера — адская пустошь», — сообщается в одном из документов НАСА. «Поверхностное давление под массивной атмосферой в 92 раза больше, чем на Земле, с температурой поверхности выше 735 Кельвинов, что намного превышает то, что необходимо для плавления большей части электроники и металлов, с погодной системой, основанной на движении серной кислоты».
На Венере больше вулканов, чем на любой другой планете Солнечной системы, причем 65 процентов ее поверхности покрыто вулканическими лавовыми равнинами.(Смоделированные оттенки на основе цветных изображений, полученных с очень недолговечного советского зонда.) Ученые описывают «беглый парниковый эффект…»
Да, серная кислота. Одна веб-страница НАСА на самом деле описывает «толстые облака серной кислоты, которые полностью покрывают всю планету», создавая своего рода суперпарниковый эффект, который за эоны превратил поверхность Венеры в одно из самых горячих мест во всей нашей солнечной системе. В 1981 году Россия запустила два зонда Венеры, которые завершились их четырехмесячным путешествием к Венере, продержавшись на поверхности планеты ровно 127 минут, что превысило запланированный расчетный срок службы в 32 минуты.
Но на высоте 34 миль над поверхностью планеты «слой дымки» становится тоньше, сквозь него просвечивает солнце, и уровень серной кислоты в окружающей среде падает.
«Как ни удивительно это может показаться, но верхние слои атмосферы Венеры — это наиболее похожее на Землю место в Солнечной системе…» — написали два британских академика. «Атмосферное давление в атмосфере Венеры на высоте 34 миль примерно вдвое меньше давления на уровне моря на Земле. На самом деле, вам было бы хорошо без скафандра, поскольку это примерно эквивалентно давлению воздуха, с которым вы столкнетесь на вершине горы Килиманджаро.
«Вам также не нужно изолировать себя, поскольку температура здесь колеблется от 68 до 86 градусов по Фаренгейту. Атмосфера над этой высотой также достаточно плотная, чтобы защитить космонавтов от ионизирующего излучения из космоса … [C] возможно, вы могли бы прогуляться по платформе за пределами дирижабля, неся только запас воздуха и надев химический защитный костюм ». А поскольку он расположен ближе к Солнцу, солнечные элементы фактически вырабатывают в 1,4 раза на больше энергии, чем на Земле.
Пилотируемые миссии в внеземные атмосферы
Было даже предложено, чтобы человечество попыталось построить горы высотой 30 миль на Венере, используя автономные роботы-бульдозеры, чтобы создать прекрасную вершину для поселения. Один исследователь НАСА также цитирует два разных документа НАСА, которые «оба призывают к исследованию, заселению и потенциальной колонизации Венеры над слоем дымки, где пригодный для дыхания воздух (20 процентов кислорода, 70 процентов азота) является подъемным газом, а атмосфера подобна Земле. по качеству.”
Исследования НАСА пилотируемой миссии на Венеру произошли более двух лет назад, но на этой неделе им было уделено новое внимание в статье, опубликованной в новостях The Conversation. И заставляющая задуматься статья была опубликована по лицензии Creative Commons, поэтому вскоре ее переиздали и многие другие СМИ. Человечество, кажется, испытывает сдерживаемое любопытство по поводу нашего ближайшего планетарного соседа.
Одним из соавторов статьи является Ян Уиттакер, который получил докторскую степень в 2010 году, изучая, как Солнце взаимодействует с верхними слоями атмосферы Венеры, и в настоящее время преподает астрофизику в Университете Ноттингем Трент.Что еще более важно, он интересуется «просветительской деятельностью в области космической науки», которую он описывает в онлайн-профиле автора как «поощрение студентов и общественности к интересу к тому, как наша планета взаимодействует с Солнечной системой».
Он объединился с Гаретом Доррианом, который также получил докторскую степень по изучению Солнца, чтобы написать о 60 успешных полетах человечества на Луну, «включая восемь пилотируемых», в статье «Пять причин забыть Марс на данный момент и вернуться. на Луну.» Похоже, теперь они призывают читателей забыть о Марсе и сосредоточиться на , Венере — хотя по крайней мере в одной статье исследователя НАСА миссии на Венеру описываются как «ступенька» к Марсу, служащая «тестовым примером для операций. в / в / из другого мира.”
НАСА провело внутреннее исследование полетов на Венеру, а затем разработало «эволюционную программу» для исследования Венеры, «с акцентом на архитектуру миссии и концепцию транспортного средства для 30-дневной миссии с экипажем в атмосферу Венеры». На веб-сайте проекта есть ссылка на 75-страничный PDF-файл под названием «Стратегия исследования Венеры» с конференции 2015 года, проведенной в Пасадене Американским институтом аэронавтики и астронавтики.
30-дневное посещение Венеры заняло бы более 14 месяцев, включая 300-дневное обратное путешествие после 110-дневного «исходящего» путешествия.«Другие детали включают надувной дирижабль размером больше 747, который будет развернут по прибытии на орбиту вокруг Венеры, с солнечными батареями на большей части его верхней поверхности, хотя существуют серьезные логистические проблемы, связанные с транспортировкой газа, достаточного для надувания!
Плавая над поверхностью Венеры, исследователи могли затем развернуть научно-исследовательское оборудование, сколько душе угодно, прокладывая путь будущим исследователям в этот специально созданный плавучий город, прежде чем совершить долгий обратный полет на Землю.Идея получила название «Эксплуатационная концепция высокогорной Венеры» (или «HAVOC») — и появилась благодаря «Отделу анализа космических миссий» НАСА, группе, которой поручено оценивать осуществимость и информировать лиц, принимающих решения НАСА, одновременно «вдохновляя мир космических исследований». искусство возможного ».
Одна команда НАСА даже построила модель «теплозащитной аэрооболочки», которая будет окружать все компоненты, включая «обитаемую гондолу» в основании надувного дирижабля, где будут жить астронавты.Они использовали готовые детали для мониторинга своей модели в масштабе 1/53, включая микроконтроллер Arduino Uno, в какой-то момент используя газовый баллон от рекламного дирижабля и затягивая свой надувной дирижабль ремнями на липучке.
Но самое интересное в этом исследовании то, что оно вообще существует. Другой документ НАСА начинается с вдохновляющего вопроса: «Каким будет будущее?» — затем перечисляет причины, по которым люди исследуют космос. И второй пункт в списке на самом деле называет Венеру «местом проживания людей», называя ее ближайшей к Земле планетой с гостеприимной окружающей средой.Он не только предусматривает программу 14-месячных миссий; который завершается «Фазой 5: постоянное присутствие человека».
В нем перечислены две цели, одна — прорыв, а другая — ступенька. Задача номер один: «Продемонстрировать способность людей выживать и действовать в глубоком космосе и вокруг планетных тел». И цель номер два: «Разработать передовые технологии, которые позволят людям посещать планеты».
Два британских автора написали на этой неделе, что НАСА «в настоящее время работает над концептуальной пилотируемой миссией к Венере.Но вскоре после того, как их статья появилась, НАСА обновило свою веб-страницу, чтобы уточнить, что проект «больше не активен». И хотя оба автора писали, что «такая миссия действительно возможна прямо сейчас, при наличии современных технологий», НАСА более хитроумно пишет, что миссии станут возможными «с развитием технологий и дальнейшим уточнением концепции».
Но все же приятно знать, что миссия была серьезно рассмотрена — и амбициозные люди уже начали преодолевать некоторые препятствия, с которыми она может столкнуться.Исследователи НАСА определили «ключевые технические проблемы», включая «угрозу, создаваемую серной кислотой в атмосфере Венеры», в результате чего в 2016 году был подготовлен следующий документ, в котором описаны два «доказательства концепции» для их решения. Что касается серной кислоты, исследователи оценили «кандидатные» материалы и обнаружили, что FEP-тефлон может поддерживать около 90 процентов мощности солнечных панелей, «даже после 30 дней погружения в концентрированную серную кислоту». В этой второй статье также был сделан более подробный научный взгляд на то, как будет разворачиваться дирижабль, и в конечном итоге сделан вывод о том, что использование дирижаблей для исследования Венеры «возможно».”
«Венера с ее относительно гостеприимными верхними слоями атмосферы может сыграть роль в будущем человечества в космосе», — заключило НАСА.
.