Сколько лет от земли до марса: Сколько лететь до Марса от Земли (время и маршруты)

Содержание

Дрон Qualcomm долетел до Марса

Компания Qualcomm известна как разработчик полупроводниковых технологий для мобильной связи (прежде всего для смартфонов). Однако в апреле-мае 2021 года пять полетов на Марсе совершил вертолет-беспилотник Ingenuity («Изобретательность»), созданный на базе коммерческих технологий Qualcomm для дронов. Ingenuity расположен на борту американского марсохода Preservance и исследует районы, недоступные для марсохода. О предыстории и деталях этого уникального проекта в интервью главному редактору ComNews Леониду Конику рассказали Дев Сингх, старший директор по развитию бизнеса и руководитель отдела автономной робототехники, беспилотных летательных аппаратов и интеллектуальных машин Qualcomm Technologies, и Крис Прюттинг, руководитель отдела по разработке технологий для государственного сектора Qualcomm Inc.

Еще в 2014 году Лаборатория реактивного движения NASA (Jet Propulsion Laboratory) пригласила Qualcomm принять участие в проекте разработки автономного вертолета для полета на Марс. Почему NASA обратилось в Qualcomm, у которого на тот момент не было опыта ни в космосе, ни в воздушных полетах? Даже платформу для летательных аппаратов (Qualcomm Flight platform), если не ошибаюсь, ваша компания представила ​​двумя годами позже, в 2016-м.

Дев Сингх (ДС): Исследования в области дронов Qualcomm начал примерно в 2012 году. Многие люди знают Qualcomm как поставщика мобильных технологий или платформы для мобильных решений, большинство смартфонов работают на чипах Qualcomm. Но Qualcomm сознательно диверсифицирует портфель продуктов, потому что те же технологии применимы на смежных рынках, будь то автомобильная промышленность или интернет вещей (IoT). У нас есть подразделение, специализирующееся на интернете вещей, а внутри него — много отраслевых сегментов.

Qualcomm имеет опыт в сфере вычислений с использованием технологий искусственного интеллекта (ИИ). И я предложил создать в одном из бизнес-подразделений направление робототехники — со своей продуктовой линейкой. К этому времени Qualcomm уже занимался дронами и роботами в рамках научно-исследовательской активности. В 2014 году мы показали первые разработки, хотя тогда дроны были еще только зарождающимся рынком. Первые дроны были очень массивны и сложны, на их борту размещалось по семь-восемь разных плат — для работы GPS, видеокамеры, полетного контроллера и др. Мы предложили концепцию единой платы размером с кредитную карту как решение, которое обеспечит всю автономность, необходимую для использования дрона. Так появилась наша первая платформа Snapdragon Flight 801. В тот момент Лаборатория реактивного движения NASA находилась в начальной стадии разработки программы полета, и они хотели максимально использовать коммерчески готовую технологию. Они увидели демо Qualcomm и обратились к нам — так все и началось.

Крис Прюттинг, руководитель отдела по разработке технологий для государственного сектора Qualcomm Inc.Крис Прюттинг (КП): В свое время платформа на базе сотового телефона была привлекательной благодаря небольшим размерам, весу и мощности. Вертолет должен был иметь определенный размер, чтобы он мог уместиться под марсоходом Perseverance. К тому же его мощность должна быть очень низкой, потому что емкость батареи нужна прежде всего для поддержания тепла в ночное время. Традиционные технологии NASA для этого не годились — на помощь пришли наработки, которые Qualcomm совершенствовал с точки зрения времени автономной работы платформ. Но нам потребовалось адаптировать мобильную платформу для ее использования в космосе.

Расширение основного бизнеса Qualcomm в сторону автономных транспортных средств — будь то автомобильная технология CV2X или дроны — выглядит логичным, потому что все эти варианты использования основаны на технологиях 3GPP, в том числе и 5G. С чем связан интерес Qualcomm к космосу, где сети 5G, вероятно, никогда не появятся?

ДС: Qualcomm занимается не только связью, но и обработкой данных, а также разработкой ИИ и компьютерного видения. Наш чипсет состоит из двух компонентов. Один из них — это модем, который обеспечивает связь по стандартам 3GPP, но второй — это очень мощный процессор приложений. В мире IoT 50-60% применений нашего решения связаны именно с процессором приложений, например в IP-камерах с чипом Qualcomm, которые применяются повсеместно — от роботов-пылесосов iRobot Roomba до заводских роботов. Связь — это важный элемент, но кроме обеспечения связи нужно, чтобы робот выполнял и другие функции.

Попросту говоря, робот, дрон или интеллектуальная машина должны уметь считывать, думать, действовать и общаться. Qualcomm разработал мощный процессор Snapdragon, который представляет собой гетерогенное вычислительное устройство: это и центральный процессорный элемент (CPU), и графический процессор-ускоритель (GPU), и цифровой сигнальный процессор (DSP), цифровой процессор обработки сигналов изображения (ISP) для встроенной камеры, в котором реализованы компьютерное видение и ИИ. И все эти функции востребованы в дронах, особенно если речь идет об автономном полете.

Вы упомянули 5G в контексте Марса. Я думаю, что в будущем технологии 5G будут использоваться и в космосе: в формате частных сетей, что-то вроде V2X. Но даже сейчас, если вы посмотрите на марсианский вертолет Ingenuity, то не увидите ни одного провода. Он полностью автономен, все работа с данными происходит на борту.

Первоначально NASA планировало провести первый полет вертолета Ingenuity над Красной планетой 11 апреля. Но запуск был перенесен на 14 апреля, а по факту вертолет впервые взлетел 19 апреля 2021 года. Каковы причины задержки?

КП: Лаборатория реактивного движения NASA провела серию испытаний, прибегнув к определенной методологии. Каждый день добавляется что-то новое, например, камера, снимающая с дрона и дающая обратную связь на платформе Qualcomm Flight platform — продукт, который команда Дева разработала для Perseverance, для отправки информации в Ingenuity и обратно. Итак, они проверили всю связь. Первое испытание роторов на низкой скорости прошло нормально. В последних испытаниях на высокой скорости — при 2000 об./мин., система мониторинга обнаружила аномалию, и над этим Jet Propulsion Laboratory работала всю неделю накануне первого полета. Коллеги все проанализировали и определили логику, которая позволила им дойти до того, что они называют режимом полета — когда работают высокоскоростные роторы. Они успешно провели это испытание, после чего дали добро на первый полет.

ДС: Я бы просто назвал это дополнительными мерами предосторожности. Сотрудники NASA увидели какую-то аномалию и хотели убедиться, что все нормально, обновили программное обеспечение, что-то сделали еще, я думаю.

Есть ли какие-то особенности навигации в космосе и в атмосфере Марса, с которыми вы столкнулись в проекте Ingenuity?

ДС: Отличия, конечно, есть, однако в основном принцип тот же, что и в атмосфере Земли. Я имею в виду, что физика другая, механика тоже должна быть другой, чтобы осуществить то же самое, но принцип тот же. На Земле для управления дроном нужны роторы, которые создадут достаточную тягу, чтобы взлететь и удерживать его в воздухе. А в воздухе навигационная составляющая практически аналогична при планировании маршрута, препятствий, уклонений — все то же самое, поэтому принципы схожи, однако условия разные, потому что они экстремальны. Меньше 1% атмосферного давления, гравитационной силы, иной уровень радиации и, конечно, холод: Марс очень холодный (средняя температура Красной планеты составляет −55°C, а на ее полюсах зимой она опускается до −153°C — прим. ComNews). Поэтому нужно адаптировать механику и физику: если у дрона ротор вращается со скоростью менее 200-300 об./мин., то в случае вертолета Ingenuity для сохранения тех же характеристик полета ротор аналогичного размера должен вращаться уже со скоростью 2000-3000 об./мин. И это касается всего остального. Навигационная составляющая практически та же: камеры, направленные вниз, снимают поверхность, препятствия, давая сигнал дрону, на какой высоте он должен быть.

КП: Хочу подчеркнуть, что сама платформа Qualcomm, которая использована в вертолете Ingenuity, — та же самая, которую мы использовали бы здесь, на Земле. Мы не собирались делать новую версию или каким-то образом изменять ее для космической среды. Внутри компании мы ежедневно адаптируем наши технологии к смежным потребностям и рынкам. Таким образом, несмотря на то что Qualcomm не занимается космическим бизнесом, наши продукты можно использовать для целого ряда внеземных проектов. Проект помог и нам, и NASA лучше понять, каким образом ведут себя технологии в пограничных условиях, например температурных. Очевидно, что ночная температура, доходящая до минус 90 градусов по Цельсию, не подходит практически для любой электроники. Но если речь идет о подогреве, то необязательно разогревать систему до нуля градусов: нужно подняться до приемлемой температуры. Мы столкнулись с такими вещами, как ударная нагрузка и вибрация, которые происходят при приземлении на поверхности Марса и при которых компоненты системы не держат номинальные уровни. И это было не просто демонстрацией новой технологии: мы показали готовую коммерческую технологию. Развитие космоса, вероятно, выиграет от этих автомобильных и мобильных технологий, потому что все больше и больше они пытаются решить эти действительно сложные проблемы, связанные с автономией.

Изначально планировалось, что Ingenuity совершит пять полетов не более 90 секунд каждый. 30 апреля Ingenuity совершил четвертый полет над поверхностью Марса, а 7 мая — пятый. Сохраняются ли планы ограничиться пятью полетами вертолета?

КП: Мы ничего не слышали о планах шестого полета. В миссии Perseverance было четко обозначено окно длительностью 30 дней. Очевидно, у Perseverance много задач, над которыми нужно работать, и он постоянно занят. Я думаю, NASA будет держаться в обозначенных временных рамках. Jet Propulsion Laboratory может лучше рассказать, что они думают и как все видят, какой будет оценка первых пяти полетов.

ДС: NASA в самом начале упомянуло, что основная цель — демонстрация технологий. Поэтому после пяти первых успешных полетов, они, вероятно, попробуют более смелые вещи, вне зависимости от Perseverance. Я думаю, они будут двигаться дальше и делать свое дело.

Расстояние от Марса до поверхности Земли составляет от 55 млн до 400 млн километров. И круговая задержка при передаче данных, исходя из этого, должна исчисляться минутами.

КП: Да, она составляет 15 минут в одну сторону.

Как осуществляется удаленное управление в таких условиях, ведь вертолетом невозможно управлять в режиме онлайн?

ДС: Никакого удаленного управления в таких условиях быть не может. Управление заключается лишь в постановке задач заранее. Вертолет выполняет миссию и то, что было запланировано в рамках этой миссии. Миссия была полностью спланирована, во время ее реализации устройство полностью автономно. Все происходит автоматически на устройстве, оборудованном процессором Snapdragon и прочими смарт-системами. Полная автономия.

Сколько процессоров Snapdragon находится на борту Ingenuity? Есть ли на борту еще какие-либо чипы от Qualcomm или других поставщиков?

КП: Важно понимать, что в основе этого лежит Snapdragon, но используемый продукт называется Qualcomm Flight: все, что Дев описывал как комплексный пакет, который мы разработали для рынка дронов и робототехники. Еще в 2014-2015 годах мы применили на Qualcomm Flight platform четыре видеокамеры, хотя в мобильных телефонах того времени этого не было. Так что на борту Ingenuity только один Qualcomm Flight. На Perseverance — один Qualcomm Flight и что-то, что можно назвать базовой станцией. Она делает снимки, сохраняет эти изображения, считывает данные датчиков, отправляет данные датчиков обратно, а также принимает командные сигналы (инструкции), обычно в ночь перед полетом. Еще есть плата, которая управляет вращением самого вертолета, есть система мониторинга работоспособности системы. Всего в этом маленьком модуле, который вы видите на Ingenuity, пять карт. И когда мы говорим, что они нагреваются, это означает, что нагревается вся система, а не только одна конкретная карта или чип, но сердце платформы Flight — это процессор Snapdragon, который вы можете найти в своем сотовом телефоне.

ДС: Крис затронул важную тему. Qualcomm — не поставщик чипсетов. Мы занимаемся платформами и интегрированными системами. Так что дело не в процессоре Snapdragon, который, конечно же, является сердцем и мозгом этой штуки. Это платформа для осуществления полета, которая представляет собой плату размером с кредитку, с процессором Qualcomm на ней. Там есть несколько других плат, но это не просто набор микросхем, а именно платформа, которая включает в себя операционную систему и специальное программное обеспечение. Все эти вещи обеспечивают автономную работу Ingenuity.

NASA оплачивает участие Qualcomm в миссии на Марсе или вы это все делаете из научно-филантропических побуждений?

КП: Мы сотрудничаем, у нас есть договор с NASA и с Лабораторией реактивного движения, по которому мы оказываем консультационные услуги относительно их деятельности.

Смоделирован худший сценарий полета на Марс: «Могут потерять память»

Свой проект межпланетной транспортной системы, предполагающей конструирование многоразового космического транспорта для доставки людей на Марс и создания там в будущем самоподдерживающейся колонии Маск представил 27 сентября 2016 года на 67-м Международном конгрессе по астронавтике в Гвадалахаре.

По всей видимости, дело не стоит на месте, основатель SpaceX изучает вопрос. Вот в недавнем интервью американскому каналу он сообщил, что полет на Марс будет сопряжен с большой опасностью: «Это будет опасно, неудобно и долго. Возможно, вы не вернетесь живыми… Непросто туда добраться». Конечно, компания никого не заставляет лететь. «Только добровольцы», – смеясь, говорит Маск.

                     «Вспомнят ли космонавты, летящие к Марсу, куда они летели и зачем?»

– Давайте предположим, что группа землян все-таки решилась и полетела к Красной планете. Каким мог бы быть этот полет с учетом имеющихся сегодня у ученых знаний? — спрашиваю Вячеслава Шуршакова.

– Сначала рассмотрим вариант, когда организаторы полета выбрали год со спокойным прогнозом по радиационной обстановке, то есть при отсутствии мощных выбросов протонов с Солнца. Если возле Земли космонавты, работающие на Международной космической станции, при такой спокойной радиационной обстановке получают ежедневно по 0,7 миллизиверта (мЗв) радиации, то на трассе полета Земля-Марс по последним данным ученых из ИКИ РАН и ИМБП РАН, участвующих в миссии «ЭкзоМарс», радиация усилится до 1,8 мЗв в сутки. Это произойдет через трое суток вращения вокруг нашей планеты, после того, как кораблю придадут дополнительный импульс, и он направится Марсу.

– Теперь давайте определимся, сколько они получат радиации за полет?

– Если бы у нас был корабль с ядерным двигателем, мы смогли бы ускорить процесс полета до двух месяцев. Но пока мы таким не обладаем, остается только кислородно-керосиновый, на котором летают сейчас все наши ракеты. На таком двигателе люди доберутся до Марса только за 8 месяцев, или 250 суток. Умножим на 1,8 мЗв, – получается  450 мЗв. 

Для космонавтов, летающих сегодня на низкой орбите, разрешенной считается доза 500 миллизивертов в год. То есть наши путешественники на Марс в этот «радиационный год» вроде бы укладываются. По-видимому, Маск тоже опирался на такие расчеты, а потому был уверен, что люди, по крайней мере, смогут долететь до Марса в добром здравии. Но давайте не будем спешить с оптимистичными выводами.

Когда наши «марсиане» отлетят от Земли буквально на 10 земных радиусов, радиация не просто усилится до 1,8 мЗв, – изменится ее состав. На таком расстоянии заканчивается магнитосфера Земли, и на человека кроме солнечной действует еще и галактическая радиация, с потоками тяжелых заряженных частиц. Это ядра всех элементов таблицы Менделеева, ускоренные до высоких энергий, потоки которых в пять раз превышают те, что были в пределах магнитосферы.

– Получается, расчет на то, что людям хватит запаса «радиационной прочности» на полет в одну сторону, неверен?

– Да, он верен для низких околоземных орбит, но открытый космос — это совсем другое дело. Эти тяжелые заряженные лучи воздействуют прежде всего на кору головного мозга, гиппокамп, центральную нервную систему. Доза радиации от этих тяжелых заряженных частиц, которая накопится за 250 дней полета к Марсу в межпланетном пространстве, на низкой околоземной орбите накапливалась бы в пять раз дольше, то есть за 1250 дней, а так долго у нас не летал еще ни один космонавт!

К тому же прибавьте возможные тяжелые последствия от гипомагнитной обстановки, невесомости, нахождения длительное время в замкнутом пространстве и, возможно, нехватку еды и воды. Конечно, марсианский корабль будет оборудован самыми совершенными системами регенерации, но ведь не исключено, что они могут просто поломаться, а подвезти запчасти, как на МКС, уже не получится.    

– Так люди могут и не долететь?

– Давайте представим, что экипаж подлетает к Марсу, до спуска остается какая-нибудь неделя полета, они уже должны видеть в иллюминаторе его красноватую поверхность. Но… Видят ли их глаза? Не поврежден ли хрусталик потоками протонов и тяжелых заряженных частиц?  

К этому времени организмы путешественников точно накопили уже в два раза больше радиации, чем положено по нормам ликвидаторам крупных аварий на АЭС. Они осознают, если еще в состоянии осознавать, что их ждет очень нерадостное будущее, быстрое развитие онкологических заболеваний, ранний Паркинсонизм или болезнь Альцгеймера.

– Как это выяснили?

– Различные воздействия больших доз радиации давно изучаются во всем мире. Откуда, по-вашему, мы взяли установленные нормативы по предельно допустимым дозам?

Но что касается воздействия тяжелых заряженных частиц галактических лучей на головной мозг, у нас в России мы еще не проводили исследований по такому воздействию на человека. Западные ученые уже выдают некоторые данные. Согласно им, подвергнувшись сильнейшей радиационной атаке, первые члены экипажи, летящие на Марс, могут потерять координацию и память уже в полете. 

Ходит среди радиобиологов такая грустная шутка, что первые космонавты, долетев до Марса, не вспомнят, куда они летели и зачем. В любом случае, им будет очень нелегко. И мы, я напомню, пришли к этому выводу, исходя из того, что в радиационном плане год для полета будет выбран самым спокойным. Если же к этому добавятся мощные выбросы с поверхности Солнца, корабль может доставить на Марс людей, пораженных сильнейшей лучевой болезнью.

«На Марсе жить легче, чем на Луне»

– Давайте продлим нашу историю, немного изменив сценарий. Предположим, что люди полетели на Марс на корабле с ядерным двигателем или на корабле с особо сильной защитой от радиации (должен же ее кто-нибудь изобрести!) Что  будет ждать уже долетевших до Марса? Какие условия?

– Доза радиации на Марсе меньше, чем на Луне. Примерно 0,7 мЗв против 1,4 мЗв. Получается, жить там уже полегче. Если Луна — это просто «бездушное» и безвоздушное тело, у Марса все-таки есть атмосфера (ее массовая толщина примерно 20 гр на 1 кв см). На Земле, для сравнения – 1000 гр на 1 кв см. Но все рано это какая-никакая защита, она ослабляет галактическое излучение. Конечно, до Марса тоже долетают солнечные протоны от вспышек, но, поскольку он дальше от светила, чем Земля и Луна, то и дозы будут поменьше.

– Будет ли возможность людям как-то укрыться от радиации, используя марсианскую почву?

– Это, скорее всего, будет самым лучшим выходом. Рассчитано, что, только закопавшись в грунт на 3-5 метров, человек достигнет дозы радиации, близкой к земной. Но поскольку это, особенно на первых порах, будет невозможно (надо же кому-то еще построить эти убежища!), то давайте прикинем, сколько земляне смогут пробыть на Марсе, чтобы, по вашему, оптимистичному сценарию все-таки суметь после вернуться на родную планету Земля?

Если предположить, что при полете к Марсу они получили не критичную дозу радиации, а примерно в два раза меньше, то дней 100 у них в запасе будет. Главное уложиться с дозами, накопленными при полете туда, на планете и при полете обратно в рамках 1000 мЗв. Навсегда полететь туда по нашим нормативам не получится.

Радиационное меньшинство

 Какие уже сегодня есть идеи по поводу средств защиты?

– Есть ткани, которые теоретически могут снизить дозу радиации на 20-30%, если человек будет надевать их на себя или обивать ими стены космического корабля. Можно сделать более толстыми стенки корабля. Уже сегодня говорят об отборе людей по их индивидуальной чувствительности к радиации.

– Бывают менее чувствительные?

– Я бы сказал, в человеческой популяции есть 20 процентов людей, более чувствительных к радиации. Так называемые «радиационные меньшинства». Так вот, задача медиков, во время отбора претендентов на будущий полет — отсеять как раз таких.

– Как же их вычислять?

– Облучать специально живого здорового человека, конечно, никто не будет. Поэтому делают тест ин витро — берут образцы крови и облучают разными дозами. Исследователи смотрят хромосомные изменения в лимфоцитах, их частоту. Коллега рассказывала мне, что в Канаде, к примеру, давно проводят такие тесты для потенциальных работников АЭС. 

Это все из реально осуществимых методов… Но есть и научная фантастика. Обсуждается, в частности, киборгизация будущих путешественников на Марс. Если какие-то органы, которые могут пострадать в межпланетном полете, можно  заменить на искусственные, то это может существенно облегчить последствия, –  утверждают ее сторонники. 

Шутки шутками, но хочется в связи с этим привести простой пример киборгизации, с которой мы сталкиваемся уже сейчас. Космонавтов или полярников перед экспедициями обязательно заставляют вставлять импланты вместо «ненадежных» зубов. Мы же не говорим, что человек  после этого стал киборгом. 

Это еще не все. Оказывается, самый чувствительный орган к радиации — это наш глазной хрусталик. Чтобы спасти человека от стремительного развития катаракты глаза, некоторые ученые предлагают перед полетом сразу менять родной хрусталик на искусственный, кусочек пластмассы.

Один японский нейрохирург предлагает перед длительными полетами заранее проводить операцию на мозге по предотвращению раннего развития Альцгеймера. Такие операции, не требующие трепанации черепа, проводятся по показаниям в ведущих клиниках мира. Но применять их к здоровым людям, для профилактики пока, естественно, никто не пробовал.

Еще одним способом долететь до Марса живыми и здоровыми для футурологов видится гибернация — введение человека в летаргический сон. Поскольку в таком состоянии все процессы в организме существенно замедляются, за 250 суток полета он, вероятно, меньше получит вреда от радиации.  

Ну и совсем крайний способ, который я бы отнес к наименее вероятным, – это генная инженерия, а именно — выведение особой «породы» людей, устойчивых к сложным условиям межпланетной и инопланетной среды. Вы удивляетесь, но все это обсуждается уже сейчас.

В конечном итоге я хотел бы отметить, что идея Илона Маска отправить людей на Марс мне импонирует, несмотря на все сложности, о которых я, как специалист по радиобиологии знаю не понаслышке.

Думаю, талантливые ученые, вдохновленные такой мега-задачей, очень быстро найдут пару-тройку решений, которые будут воплощены в жизнь. Может быть, и на Марс никто не полетит в ближайшее время, но идеи пригодятся человечеству для чего-нибудь другого, как это не раз случалось…

Читайте также: «Баллистики США и РФ рассчитали, куда упадет ступень китайской ракеты»

Сколько лететь до Марса от Земли

Вопрос о наличии на Марсе в настоящем или прошлом живых микроорганизмов давно будоражит умы и мировых учёных и простых людей. Ведь обнаружение признаков жизни вне Земного шара станет величайшей сенсацией мировой науки.

Марс называют «Красной планетой»

Впервые Марс обнаружили задолго до появления первого телескопа, еще три с половиной тысячи лет назад, но фактически подробное изучение планеты началось с 1971 года, когда космические аппараты, отправленные на Марс, начали предоставлять человечеству новые подробности о состоянии планеты. Большинство информации передается в форме фотоснимков. Впервые они были сделаны в 1987 году, поэтому именно 1987 считается отправным годом в детальном изучении поверхности Марса.

Где находится Марс

Красная планета – седьмая по счету в Солнечной системе по размеру и четвертая по удаленности от Солнца. Планеты-соседи – Земля и Юпитер. Расстояние до последнего в среднем определяется от 486 000 000 до 612 000 000 км. А дистанция между Землей и Марсом периодически изменяется. Наименьшая приравнивается к 55 000 000 км., наибольшая дистанция – к 400 000 000 км. Объяснением служит не синхронное обращение планет вокруг Солнца и наличие у них различных орбит. Когда дистанция сокращается до минимальной, отраженные с Марса лучи Солнца достигают поверхность Земли за 3 минуты (учитывая скорость света, равную 299 792 километров в секунду). Ученые определили периодичность схождения планет – она составляет 16-17 световых лет.

Земля и Марс

От остальных планет Марс также отличается характеристиками, связанными с его относительным расположением. Планеты обращаются вокруг Солнца по часовой стрелке, Марс обращается в противоположном направлении — по ходу часовой стрелки. Сутки на Земле и Марсе при округлении идентичны, сутки на Марсе составляют 24 часа 39,5 минут. А вот продолжительность года на планетах сильно различна. На Марсе она приравнивается к 687 земным суткам, почти в 2 раза превышая год на Земле.

Марс и его спутники

Еще одна особенность Марса состоит в том, что, несмотря на принадлежность к «земной группе», движение планеты совершается по орбите, не характерной для планет земного типа.

Марс – одна из немногих планет обладающая спутниками. Их два – Фобос и Деймос. Природа этих тел пока не изучена, однако ученые установили, что Фобос, находящийся ближе к Марсу, медленно движется в его сторону. По прогнозам, через 10 000 000 лет он упадет на Красную планету.

Сколько лететь от Земли до планеты Марс

По состоянию на 2017 год, полное путешествие до Марса по времени составит от 150 до 300 дней. Для точного расчета нужны дополнительные факторы: планируемая скорость полета, расположение планет в этот период, но главное – объем топлива. При максимальном объеме горючего время полета теоретически сократится в разы.

Известно, что космические корабли развивают скорость более 20 000 км/ч. При минимальной дистанции от Земли до Марса, которая приравнивается к 55 000 0000 км, можно математически рассчитать полет в днях и составит он 115 суток. Почему же ученые настаивают на других показателях?

Дело в том, что траектория полета выстраивается на опережение, поскольку и Земля и Марс совершают обращение вокруг Солнца. Следовательно, если запустить космический аппарат прямиком на Марс, ко времени его прибытия у планеты уже будут другие координаты местоположения. Поэтому на практике полет на Красную планету проходит в среднем в два раза дольше.

«Mariner 4» первым совершил посадку на Марсе

Конечно, ученые стремятся найти решение по сокращению времени полета. Рассматриваются различные нововведения, например, применение ядерных и магнитно-плазматических ракет и другие.

Кстати, на Марсе космические корабли уже неоднократно приземлялись. В 1964 году «Mariner 4» первым совершил посадку на Марсе с временным показателем полета в 228 дней. Позже другие усовершенствованные корабли также совершали успешные полеты, сократив временной промежуток до 131 дня. Подобные экспедиции совершаются до сих пор, предоставляя каждый раз все больше новой информации о планете Марс.

Интересные факты о Марсе

Уже давно установлено, что Марс и Земля – схожие между собой планеты. Этот факт сильнее прочего приковывает внимание к Красной планете, тем более, с каждым годом появляются новые факты, раскрывающие сходство структуры Марса с Земной структурой. Вот некоторые из них:

  • На Красной планете найдены следы наличия воды, существовавшей там много миллионов лет назад. Основанием для такого вывода послужили полученные фото, где четко видны высохшие русла рек и речные долины.   
  • На Марсе присутствует замершая вода в форме ледяных глыб. Они могут являться средой обитания микроорганизмов, этот факт привлекает к себе много внимания, но требует досконального изучения.
  • На Марсе обнаружен метан. Еще одно важное, но пока еще спорное открытие. Тем не менее, наличие метана может стать дополнительным фактором, подтверждающим возможную жизнь на Красной планете.
  • Когда расстояние до Солнца минимально, на Марсе образовываются ветряные и пыльные бураны, способные охватить всю площадь Марса. Временной промежуток их в среднем составляет 30 дней.

Буран на Марсе

  • Своим знаменитым красным оттенком Марс обязан оксиду железа, который найден в почве в огромных количествах.
  • Поскольку на Марсе отсутствует озоновый слой, планета ежедневно получает «смертельную» дозу излучения.
  • У марсианских закатов синий оттенок.
  • Ученые обнаружили много сходства в составах почв между Землей и Марсом. В почве найдены полезные минералы, которые теоретически  позволят выращивать на планете неприхотливые культуры.
  • Несмотря на сильно разряженную атмосферу, на Красной планете образуются облака.

Рекорды человека в космосе

С 1961 года люди стали покорять космическое пространство. Ежегодные открытия и новые рекорды приводят к расширению границ изученного за пределами Земного шара.

Например, Анатолий Соловьев установил мировой рекорд пребывания в космосе вне космического корабля – суммарно им было совершено 16 выходов в открытый космос продолжительностью 82 часа 22 минуты, в это время он самостоятельно провел необходимые эксперименты и работы по профилактике оборудования.

Космонавт Анатолий Соловьев

В 2015 году установили новый мировой рекорд по суммарной продолжительности нахождения в космосе. Рекордсменом стал Геннадий Падалка, он провел на орбите 878 дней. Космонавт совершил 5 полетов, первый из которых — в 1998 году.

Самый длительный непрерывный полет в космос совершил Валерий Поляков. 8 января 1994 года он покинул пределы Земли на космическом корабле «Союз ТМ-18». После провели состыковку со станцией «Мир». Общее пребывание в космосе — 437 суток и 18 часов. Возвращение на Землю состоялось 22 марта 1995 года. С тех пор этот мировой рекорд побить никому не удалось.

Космонавт Валерий Поляков

Рекорды устанавливаются не только по времени пребывания космонавтов вне Земли. Также известен рекорд по самому дальнему полету в космос. Он был поставлен более 40 лет назад Джеймсом Ловеллом, Джоном Суайгертом и Фредом Хейзом. Астронавты поставили мировой рекорд по наибольшей удаленности от Земли в 1970 году, достигнув расстояния в 401 056 км.

Конечно, известны и другие рекорды, поставленные людьми за время изучения космоса: первая женщина в космосе, самый пожилой космонавт, самый пилотируемый полет и другие. Продолжается активное изучение внеземного пространства, а это значит, что полет на Красную планету только ожидает наступления подходящего момента.

Читайте также: 10 научных фактов о солнце.

главные космические события 2021 года

18 февраля американский ровер Perseverance, как ожидается, совершит посадку на поверхности Марса. При этом американская миссия Mars-2020 не стала первой космической программой этого года, в ходе которой космический аппарат достиг Красной планеты, и тем более не станет последней космической миссией в этом году.

Что интересного уже произошло в индустрии освоения космоса в этом году и каких важных космический миссий и запусков следует ждать в 2021?

Марс-2020

В прошлом году Марс чаще других планет становился объектом внимания аэрокосмических агентств, СМИ и общественности. В 2020 году к Красной планете отправились сразу три космических экспедиции.

В их числе — наиболее интересная с точки зрения потенциальных научных открытий — американская миссия Mars 2020. 18 февраля ракета Atlas V должна доставить на марсианскую поверхность ровер Perseverance («Настойчивость») и беспилотный летательный аппарат Ingenuity («Изобретательность»).

Ingenuity суждено стать первым аппаратом, спроектированным специально для полетов внутри марсианской атмосферы, тогда как его сосед по миссии, ровер Perseverance, по своему дизайну и механике напоминает своего легендарного предшественника – марсоход Curiosity. Среди отличий – наличие видоизмененного инструментария (к примеру, модифицированной системы бурения и хранения образцов грунта).

Новые инструменты будут нужны марсоходу для выполнения весьма амбициозной задачи, которую некогда пытался реализовать Советский Союз. Perseverance будет собирать образцы породы, которые впоследствии — как надеется НАСА — будут доставлены на Землю. Правда, в скором времени ждать частицу Красной планеты на Земле не стоит: проект может затянуться больше, чем на десятилетие.​

Вторая цель марсохода: очередная попытка ответить на один из самых интригующих вопросов о космосе: если ли жизнь на Марсе? В НАСА отмечаю, что Perseverance будет «следовать за водой», и именно этим обусловлен выбор места высадки. Если всё пройдет удачно, ровер высадится в кратере Джезеро, где находятся остатки бывших водоемов и, возможно, признаки древней марсианской жизни.

Но сначала ему нужно благополучно высадиться. Перед посадкой марсоходу предстоит «семь минут ужаса» — так разработчики называют серию крайне сложных и опасных маневров в атмосфере Марса. Посмотрите это видео, созданное инженерами лаборатории НАСА, которое демонстрирует все этапы этого ответственного момента.

Инженеры НАСА не склонны переоценивать опасность посадки на Марс. Красная планета известна своим не самым дружелюбным отношением к миссиям с Земли: в нашем прошлом материале мы рассказывали о многочисленных неудачах и авариях в ходе марсианской гонки.

Если же все пройдет удачно, НАСА рассчитывает использовать ровер по меньшей мере два года. Однако Perseverance может прослужить и дольше: так, его предшественник Curiosity, приземлившийся на Марсе в 2012 году, продолжает радовать землян снимками и по сей день.

Tianwen-1

Tianwen-1 приближается к Марсу

За неделю до запуска американского ровера на Марс отправился китайский Tianwen-1. 10 февраля аппарат успешно вышел на марсианскую орбиту.

Цели китайского проекта полностью оправдывают его название — Tianwen переводится как «вопросы к небу». Ученые рассчитывают, что миссия позволит им получить ответы на вопросы, на которые, в том числе, пытаются ответить и авторы Mars-2020.

Так же как и Perseverance, китайский ровер будет собирать образцы грунта и пытаться найти на Марсе признаки жизни. Пока марсоход будет проводить исследование на равнине Утопия (крупнейшем в Солнечной системе ударном кратере), в это же время исследовать Марс с орбиты будет другой китайский аппарат. Отстыковка марсохода от орбитального модуля запланирована на март 2021 года.

Испытания Tianwen-1

Пекин пытается наверстать упущенное в марсианской гонке. Хотя космическая программа КНР была запущена еще в середине 1950-х, Китай стал лишь шестой страной, запустившей миссию к Марсу. Первая попытка достичь Красной планеты обернулась неудачей в 2012 году, когда аварию потерпел российский «Фобос-Грунт», запущенный вместе с китайским микроспутником.

Al Amal

Американский и китайский аппараты стали не единственными, которые были запущены к Марсу летом 2020 года. Компанию им составил и первый марсианский исследовательский аппарат, созданный страной арабского мира — Объединенными Арабскими Эмиратами.

Основными задачами зонда Al Amal («Надежда») заявлены изучение марсианской атмосферы, погоды на Красной планеты и того, как менялся ее климат. В отличие от своих американских и китайских коллег, у «Надежды» нет посадочного модуля.

Запуск сразу трех миссий летом 2020 года не случаен. В этот период возникло т.н. баллистическое окно — момент, когда Земля оказывается между Солнцем и Марсом. Этот период возникает раз в полтора-два года, и именно в это момент путь между двумя планетами минимален и занимает всего семь месяцев.

Lucy

Помимо Марса, США в этом году намеревается изучить и более далекие объекты Солнечной системы. Давний проект НАСА под названием Lucy («Люси») нацелен на изучение восьми «троянцев» — так называется группа астероидов, которые находятся на одной орбите с Юпитером.

Название не имеет ничего общего с хитом Beatles Lucy in the Sky with Diamonds («Люси в небесах с алмазами»), а названо в честь австралопитека Люси, скелет которой был обнаружен в 1970-х в Эфиопии. Ее скелет дал ученым более полное понимание механизма эволюции, что и обусловило выбор названия для миссии к «троянцам»: как полагают в НАСА, астероиды состоят из материалов, которые помогут понять, как формировались планеты Солнечной системы.

Схема полета Lucy и расположение Солнца, Земли, орбиты Юпитера и троянских астероидов

Lucy станет первым полетом к троянским астероидам, а также первой миссией с таким большим числом целей на ее пути. Запуск запланирован на октябрь 2021 года, а путешествие к астероидам продлится 12 лет.

Boeing Starliner

2021 — очень ответственный год для концерна Boeing, который на протяжении уже семи лет разрабатывает проект Starliner. Так называется частично многоразовый транспортный корабль, который должен стать одним из двух флагманов Программы развития коммерческих пилотируемых кораблей НАСА. Вторая компания, участвующая в программе, — SpaceX, которая уже удачно опробовала свой корабль Crew Dragon для отправки экипажа на МКС.

В отличие от компании Илона Маска, у Boeing до настоящего момента дела шли с переменным успехом. Тестовый запуск корабля CST-100 был осуществлен в 2019 году, однако в результате непредвиденного сбоя Starliner так и не смог добраться до МКС.

После проделанной работы над ошибками инженеры Boeing попытаются предпринять вторую попытку в конце марта 2021 года. Как и в прошлый раз, полет будет беспилотным. В случае успеха в планах концерна осуществить еще один запуск — на этот раз с тремя астронавтами на борту — не ранее 2021 года.

Если все пройдет удачно, то Starliner станет вторым коммерческим кораблем, который способен доставлять астронавтов на околоземную орбиту.

Artemis 1

Для миссии Artemis, главного проекта НАСА на настоящий момент, 2021 год станет подготовительным периодом перед его главными запусками. Задача миссии чрезвычайно амбициозна — вернуть человека на Луну и таким образом заложить фундамент для будущих пилотируемых полетов на Марс.

Два главных полета миссии — Artemis II и Artemis III — запланированы на 2023 и 2024 года соответственно. В ходе этих запусков будут впервые за долгое время осуществлен облет пилотируемого корабля вокруг Луны и, наконец, высадка астронавтов на поверхность спутника. Запуск Artemis I, запланированный на осень 2021 года, хоть и не станет новой вехой в истории космонавтики, но сможет заложить необходимый фундамент для будущих полетов.

В ходе миссии беспилотный корабль «Орион» на ракете-носителе Space Launch System совершит полет к ретроградной орбите Луны, проведя в космосе около трех недель.

Однако запуск в 2021 году все еще остается под вопросом. В ходе испытаний ракеты-носителя в январе произошла преждевременная остановка двигателей. Руководство НАСА заявило, что в ходе испытаний, тем не менее, было собрано большое количество данных, которые помогут исправить ошибки в будущем.

Телескоп «Джеймс Уэбб»

Пока политики и астронавты с нетерпением следят за миссией Artemis, ученые и астрономы с предвкушением ожидают запуска одного из главных современных проектов по изучению космоса — телескопа «Джеймс Уэбб».

«Джеймс Уэбб», названный в честь второго руководителя НАСА, должен стать преемником двух телескопов — «Хаббла» и «Спитцера». Казалось бы, сложно превзойти таких легендарных предшественников (взгляните на нашу подборку фотографий «Хаббла»!), однако у ученых большие планы на «Джеймса Уэбба».

Ожидается, что телескоп сможет изучать спутники планет, на которых присутствуют водные океаны (в частности, Европу и Энцелад), исследовать звезды и галактики, сформировавшиеся вскоре после Большого взрыва и приблизить нас к пониманию того, что именно происходило в период ранней Вселенной.

Не менее интригующим звучит поиск новых экзопланет (т.е. планет, расположенных вне Солнечной системы) с условиями, напоминающими Землю. Устройство представляет собой телескоп нового поколения, благодаря чему ученые ожидают прорыва в области экзопланетологии.

6 октября 2020 года телескоп прошел акустические и вибрационные испытания. Они были предпоследней значимой проверкой перед запуском: теперь телескопу предстоит пройти испытания развертывания главного зеркала и защитного экрана, после чего он будет готов к транспортировке на космодром во Французской Гвиане.

«Джеймс Уэбб» — настоящий космический «долгострой». Над проектом работали 17 стран, а изначально дата запуска была запланирована на 2007 год. Впоследствии сроки запуска переносились, вносились изменения в конфигурацию устройства и росла стоимость проекта.

В случае успешного запуска телескоп отправится в космос в октябре и сможет порадовать землян первыми снимками уже в начале следующего года. Ученые надеются, что телескоп сможет проработать не менее десяти лет.

Ровер Peregrine и ракета Vulcan

В 2021 году на Луну отправится частный космический аппарат Peregrine («Сапсан») производства компании Astrobotic. Эта компания — один из партнеров НАСА в рамках проектов по исследованию Луны.

На борту посадочного модуля — коллекция устройств и аппаратов, предоставленных различными странами, а также несколько луноходов.

Среди них — луноходы из Чили, Мексики, Венгрии, шагающий (и прыгающий!) луноход британской компании, а также американский ровер, созданный в Университете Карнеги-Меллона (он станет первым луноходом, сконструированным университетом).

Компанию роверам составит японский луноход Yaoki, который станет самым миниатюрным луноходом в истории. Он также станет первым луноходом Японии, но, как надеются его создатели, далеко не последним.

Если ровер хорошо себя зарекомендует на поверхности спутника, то его производитель, компании Dymon, рассчитывает отправить на Луну более сотни его собратьев к 2030 году.

Вся эта компания отправится к Луне на борту американской ракеты Vulcan. Запуск с «Сапсаном» станет для нее дебютом. Ранее предполагалось, что ракета будет запущена при помощи российских двигателей РД-180, однако позже они были заменены на двигатели компании Blue Origin.

New Glenn

Этими же двигателями оснащена и ракета, полностью разработанная инженерами Blue Origin. Речь идет о ракете New Glenn, названной в честь первого американского астронавта, вышедшего на земную орбиту, Джона Гленна.

Отличительная особенность ракеты — возможность многоразового использования первой ступени, которая способна совершать вертикальную посадку (впрочем, этим мог похвастаться и предшественник New Glenn, суборбитальная ракета New Shepard). Вернуть на Землю многоразовую ступень, как ожидают в компании Джеффа Безоса, можно будет по меньшей мере 25 раз.

Для того, чтобы попасть в программу запусков НАСА Launch Service II, ракете-кандидату требуется выводить свыше 250 кг на орбиту. Для New Glenn это не проблема: ракета способна поднимать до 13 тонн полезного груза на геостационарную орбиту и 45 тонн — на низкую околоземную орбиту.

Ожидается, что первый, пока еще испытательный, полет ракета компании Безоса проведет в этом году. В случае удачного дебюта Blue Origin сделают шаг вперед в гонке с чрезвычайно сильными игроками: не только компанией Илона Маска SpaceX, но и ветеранами аэрокосмической индустрии — корпорациями Lockheed Martin, Boeing и Northtrop Grumman.

Луна-25

Осенью 2021 к запуску готовится аппарат «Луна-25» — первый из серии российских запусков к спутнику Земли. Российские инженеры создают его с расчетом на то, что посадочный аппарат сможет осуществить не только исследования поверхности Луны, но выбор площадок для будущих миссий.

Выбрать место для посадки модулей предстоит и орбитальному аппарату «Луна-26», который должен выйти на лунную орбиту не раньше 2024 года. Вслед за ним «Роскосмос» планирует отправить тяжелый посадочный аппарат «Луну-27» и, наконец, «Луну-28». Запуск последнего аппарата, который будет способен вернуться с Луны на Землю, станет генеральной репетицией перед ожидаемым полетом российских космонавтов на Луну.

Все эти проекты (включая «Луну-29», спуск на поверхность российского лунохода) рассчитаны на срок до 2030 года. Пилотируемый запуск, как надеется «Роскосмос», произойдет уже в следующем десятилетии.

ELSA-d

Как это ни парадоксально, но не все запуски 2021 года увеличат число аппаратов на орбите. Запуск японского аппарата, который планируется в марте с «Байконура», призван это количество уменьшить.

При помощи двух аппаратов весом 175 и 17 кг, оснащенных магнитами, японская компания Astroscale Holdings планирует протестировать сбор частей спутников и обломков ракет. Если тест пройдет удачно, технологию можно будет использовать для масштабной уборки околоземной орбиты.

Ученые и инженеры уже давно говорят о растущей угрозе космического мусора, концентрация которого на орбите заставляет вносить коррективы в запуски.

В этом году в журнале Acta Astronautica было опубликовано исследование, авторами которого выступили ученые из 13 стран. Они выделили 50 наиболее опасных объектов на орбите, подчеркнув, что их устранение необходимо для безопасного использования околоземного космического пространства.

Полеты на Марс, затмения и надкусанное Солнце: что будет происходить в космосе в 2021 году | Культура и стиль жизни в Германии и Европе | DW

2021 год можно назвать годом Марса. Правда, Марс больше не доминирует в ночном небе нашей планеты, как это было осенью прошлого года, когда он подошел на минимальное расстояние к Земле и сиял ярче других планет. И, тем не менее, постепенно удаляющийся теперь от Земли Марс вплоть до апреля будет еще достаточно хорошо виден по ночам в западной части небесного горизонта. Особенно красивое астрономическое зрелище ожидается вечером после заката солнца в самом конце марта, когда Марс пройдет всего в трех градусах южнее звездного скопления Плеяды. Впрочем, в центре внимания «красная планета» окажется уже в феврале: в это время три космических зонда, отправленных к Марсу летом 2020 года, достигнут Марса.

Есть ли жизнь на Марсе? 

На 9 февраля запланирован выход на орбиту Марса космического аппарата под названием “Hope” (“Надежда”). Это первый межпланетный запуск Объединенных Арабских Эмиратов. Если все пойдет, как задумано, то через день на Марс прибудет и зонд “Tianwen-1” — первая марсианская миссия Китая. Поэтическое название переводится как “Вопросы, заданные небесам». Оба зонда будут исследовать Марс и его атмосферу с орбиты. А примерно в мае с китайского космического аппарата на поверхность планеты опустится небольшой марсоход, который будет исследовать «красную планету» непосредственно. 

Миссия “Perseverance” перед запуском

Но самым громким событием станет посадка на Марс ровера NASA “Perseverance” (“Настойчивость”), ожидаемая 18 февраля. При входе посадочной капсулы в атмосферу Марса используется комбинированная система посадки, включающая торможение щитом, с помощью парашютов и реактивных двигателей, а также посредством технологии “Небесный кран”. Во время аэродинамического торможения теплозащитный экран разогреется до температуры свыше 1000°C. 

Радарные датчики определят высоту с точностью до сантиметра. Когда до поверхности Марса останется примерно два километра, марсоход начнет опускаться с борта капсулы с помощью “Небесного крана” на тросах, а затем совершит мягкую посадку на грунт. После этого тросы будут перерезаны, система “Небесный кран” перелетит на несколько сот метров в сторону и там совершит посадку. Предназначение марсохода “Perseverance” — поиск признаков существования жизни в прошлом Марса, изучение его геологии и климата, о также сбор проб грунта для последующей их доставки на Землю. 

Новый космический телескоп на смену “Хабблу” 

Бболее трех десятилетий на орбите Земли — космический телескоп “Хаббл”, совместный проект NASA и Европейского космического агентства. За это время камерами первого и самого известного в мире орбитального телескопа сделано множество восхитительных снимков, на которых запечатлены планеты нашей Солнечной системы, туманности, звездные скопления, галактики. Ожидается, что примерно к концу ближайшего десятилетия аппарат выйдет из строя. 

Космический телескоп “Хаббл”

Преемником “Хаббла” должен стать космический телескоп имени Джеймса Уэбба. Эта обсерватория будет доставлена на орбиту в сложенном виде на европейской ракете-носителе “Ariane-5”, запуск которой намечен на 31 октября с космодрома Куру во Французской Гвиане. Без малого 10 миллиардов долларов США: в такую сумму обошелся телескоп. Это почти в 15 раз дороже, чем было задумано вложить в его создание изначально. 

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба

Астрономы ожидают, что изображения с телескопа имени Джеймса Уэбба дадут совершенно новое представление о том, как формировалась и развивалась Вселенная, как зарождались галактики, звезды и планеты. Аппарат будет фотографировать объекты, существовавшие во Вселенной уже 200-300 миллионов лет спустя после Большого взрыва. Предполагается, что “Джеймс Уэбб”, как обычно называют его эксперты, сможет даже предоставить доказательства существования жизни на экзопланетах, находящихся вне Солнечной системы. 

Немцы в космосе

В октябре на Международную космическую станцию (МКС) отправляется немецкий астронавт Маттиас Маурер (Matthias Maurer). Он станет двенадцатым по счету немцем, который совершит космический полет. На МКС Маттиаса Маурера доставит “Crew Dragon”, который будет запущен с мыса Канаверал во Флориде. На орбите Маттиас проведет полгода. 

Маттиас Маурер

До сих пор Германия отправляла в космос только мужчин. Но в середине марта Европейское космическое агентство планирует начать новый отборочный тур для тех, кто хочет попасть в отряд астронавтов. Принимать участие в конкурсе теперь смогут и женщины. Причем, как показали отборочные конкурсы, которые уже несколько лет проводятся в Германии в рамках специально созданной инициативы Astronautin, в ФРГ есть множество достойных кандидатов в астронавты и из числа женщин.

Лунные затмения 

В наступившем году жители Земли смогут наблюдать четыре затмения — два лунных и два солнечных. Очень эффектное теневое лунное затмение произойдет 26 мая, причем в дневное время. Его можно будет наблюдать с утра. А на короткий промежуток с 12:10 до 12:28 среднеевропейского времени придется полное затмение Луны, когда она окажется в тени нашей планеты. Это затмение можно будет наблюдать во всем тихоокеанском регионе, но лучше всего оно будет видно в Австралии, Новой Зеландии, на Гавайях и в Антарктике. 

Следующее лунное затмение произойдет 19 ноября, когда Луна будет частично находиться в тени Земли. В Европе это уже утро, но жители Северной Америки, Гренландии, Восточной Азии, Гавайских острово и Новой Зеландии смогут увидеть затмение. 

Солнце как надкусанное печенье 

В 2021 году Луна дважды будет проходить между Землей и Солнцем, что приведет к солнечному затмению. 10 июня, когда она будет находиться в почти самой удаленной от Земли точке своей эллиптической орбиты и не сможет полностью заблокировать Солнце, произойдет кольцеобразное солнечное затмение. То есть солнечное кольцо останется видимым. 

Огненное кольцо Солнца появится максимум на четыре минуты в промежутке между 10:55 и 12:28 среднеевропейского времени. Особенно хорошо это можно будет наблюдать на севере Канады, на севере Гренландии и на российском Дальнем Востоке. А в Европе и значительной части России солнечный диск будет выглядеть, как надкусанное печенье. 

А полное солнечное затмение состоится 4 декабря и продлится максимум 1 минуту 54 секунды. К сожалению, это впечатляющее зрелище можно будет наблюдать с 8 до 9 утра только тем, кто в это время окажется на морском судне в Южном океане или на Антарктиде, поскольку полоса полной фазы, когда будет видна огненная солнечная корона, пройдет именно там. 

Смотрите также:

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    103 минуты

    В XXI веке ожидается 225 лунных затмений, 85 из них будут полными. Однако затмение в ночь на 28 июля 2018 года останется самым длительным в этом столетии. Оно началось в 22.30 и завершилось в 0.13 мск, то есть длилось около 103 минут. Таким его увидели в швейцарских Альпах.

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    В десятках стран мира

    За космическим феноменом следили жители десятков стран мира. Это запоминающееся явление можно было наблюдать — частично или полностью — в Европе, Азии, Африке, Австралии и Южной Америке. Лунное затмение — настоящий подарок для романтиков, таких как запечатленная на этом фото пара из Бразилии.

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    Почему «кровавая Луна»?

    Во время затмения Луна, оказавшись полностью в тени Земли, окрасилась в багряно-красный цвет. Этот визуальный эффект связан с тем, что атмосфера нашей планеты пропускает солнечные лучи красно-оранжевой части спектра, отражая остальные. Поэтому, проходя по касательной к земной поверхности, Луны достигали лучи именно такого цвета. По этой же причине восход и закат окрашиваются в красный оттенок.

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    Не всем повезло с погодой

    Самой большой неудачей в этот вечер могла стать непогода. Например, в Германии не повезло многим жителям таких федеральных земель, как Бранденбург, Саксония-Анхальт, Саксония и Тюрингия. Они увидели на вечернем небе лишь облака и тучи вместо лунного затмения. Облачно было и в Тель-Авиве (на фото), хотя Луну все же можно было разглядеть.

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    В центре Берлина

    Над столицей Германии тоже было местами облачно. Но в самом центре Берлина покрасневший спутник Земли был отчетливо виден над Бранденбургскими воротами.

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    Над Хофкирхе в Дрездене

    В Дрездене полюбоваться лунным затмением можно было, например, с такого ракурса. На фото — одна из статуй итальянского скульптора Лоренцо Матиелли на крыше известной церкви Хофкирхе.

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    Над Замком Гогенцоллерн

    А вот так этой ночью багряно-красный диск висел над замком Гогенцоллерн в Хехингене на юге Германии. Этот замок считается родовым гнездом одноименной швабской династии, ее представители в XV-XVI веках стали правителями Бранденбурга и Пруссии, а в 1871 году заняли трон германских кайзеров.

  • »Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века

    Через 105 лет

    Следующего столь продолжительного затмения Луны придется ждать очень долго. Оно произойдет лишь через 105 лет — в 2123 году. Тогда это космическое явление продлится около 106 минут.

    Автор: Илья Коваль

известные миссии и будущие планы

Солнечная система > Система Марс > Планета Марс > Сколько лететь до Марса

Красную планету можно легко отыскать без использования приборов. В окуляр телескопа она напоминает красную звезду. С перерывом в два года Марс и Земля максимально сближаются. В это время расстояние от Земли до Марса составляет 55 000 000 км. Именно этот момент используют ученые, чтобы отправить космический аппарат на Марс. Но возникает вопрос: сколько лететь до Марса?

При учете выравнивания, стартовой скорости и маршрута на полет до Марса требуется от 150 до 300 дней. Влияет также объем потраченного топлива: чем больше, тем выше скорость.

Сколько летели миссии до Марса

Впервые к Марсу полетел аппарат Маринер-4 в 1964 году. Ему потребовалось 228 дней, чтобы долететь до Марса. Далее отправился Маринер-6, но он уже потратил 156 дней, а на поездку Маринера-7 всего ушло 131 дней.

Команда НАСА смоделировала посадку Curiosity

Следующий космический аппарат затратил на полет до Марса 167 дней и стал первым орбитальным аппаратом Красной планеты.

Список других космических аппаратов, добравшихся до Марса. Здесь также указано количество дней, которые им потребовалось, чтобы долететь до Марса:

  • Викинг-1 (1976) – 335 дней.
  • Викинг-2 (1976) – 360 дней.
  • MRO (2006) – 210 дней.
  • Феникс (2008) – 295 дней.
  • Curiosity (2012) – 253 дней.

Почему так долго лететь до Марса

Изображение орбитальных путей Земли и Марса

Какое же минимальное время, чтобы долететь до Марса? При такой удаленности и скорости перемещения в 20000 км/ч расчеты показывают длительность в 115 дней. Но дело в том, что на практике это число увеличивается, потому что планеты совершают обороты вокруг Солнца. Нельзя направить космический аппарат туда, где сейчас расположен Марс, потому что в момент прибытия планета уже изменит свое положение. Поэтому приходится ориентироваться на будущее расположение.

Важным моментом выступает топливный запас. Если бы оно было бесконечным, то можно было бы значительно сократить время полета. Но мы не располагаем подобными ресурсами.

Минимальное топливное использование при полете на Марс

Чтобы сэкономить на миссии, некоторые аппараты стараются тратить минимальное количество топлива. Для этого используют орбиту, предложенную Уолтером Хохманном в 1925 году.

Примерная схема отправки астронавтов на Марс

Вместо направления на планету, вы делаете так, чтобы орбитальный путь корабля превзошел земной вокруг звезды. В итоге мы выйдем на точку, где установится Марс.

Альтернативные способы полета до Марса

Сейчас нам приходиться ждать, чтобы отправить корабли. Но когда человек появится на Марсе, то любые задержки приведут к катастрофе. Космическое пространство – опасное место. Особенные неприятности приходят от фонового космического излучения, которое на несколько часов способно создавать масштабные солнечные бури. Поэтому важно сократить время на поездку.

Ядерные запуски

Ядерные ракеты функционируют на принципе нагрева рабочей жидкости в ядерном реакторе. Далее он взрывается в сопле на огромной скорости для формирования тяги. В таком топливе накапливается огромный энергетический запас, поэтому можно развить высокую скорость и сократить поездку до 7 месяцев.

Магнето-плазматические ракеты

Это технология с переменным удельным импульсом. Перед вами ЭМ-двигатель, который для ионизации и обогрева пропеллента задействует радиоволны. При этом формируется плазма, которая выталкивается на высоком ускорении. Это бы привело к полету в 5 месяцев.

Антиматерия

Сейчас ведется разработка концепции ракет на антиматерии. Это максимально плотное топливо. Когда частички материи встречаются с материей, то трансформируются в чистую энергию. На 10 миллиграммах такого топлива можно добраться к Красной планете за 45 дней. Правда на создание уйдет 250 миллионов долл.

Концепция ракет на антиматерии

Будущие миссии

Мы пока не знаем, на чем сосредоточатся ученые при запусках в 2030-х гг. Возможно, они будут ориентироваться не на скорость, а безопасность. Но космические открытия происходят внезапно, поэтому у нас есть шанс отыскать альтернативные варианты.

Читайте также:


Положение и движение Марса

Строение Марса

Поверхность Марса

Китайский аппарат с ровером на борту достиг Марса

Китайская миссия «Тяньвэнь-1» с ровером на борту достигла орбиты Марса. Если все пойдет по плану, китайский марсоход уже весной совершит посадку на поверхность планеты.

Спустя полгода после запуска китайская научная миссия «Тяньвэнь-1» достигла своей цели – космический аппарат, запущенный прошлым летом, достиг Марса и вышел на орбиту вокруг него, сообщает издание New Scientist.

Если все пойдет по плану, то в мае посадочный модуль отделится от орбитального и совершит вместе с марсоходом мягкую посадку на поверхность планеты.

В этом случае Китай станет третьей страной в истории, сумевшей достичь поверхности Марса.

Первым китайским аппаратом для исследования Марса был «Инхо-1», запущенный вместе с российским аппаратом «Фобос-Грунт» в 2011 году – пуск, который потерпел неудачу.

Запуск китайской миссии 22 июля 2020 года стал одним из трех запусков аппаратов к Марсу – это же баллистическое окно, когда Марс находился на минимальном расстоянии от Земли (58 млн километров) для запуска своих миссий использовали США и Объединенные Арабские Эмираты, чей зонд вышел на орбиту Марса буквально накануне.

Эксперты отмечают, что успешная посадка марсохода на поверхность планеты будет крупным технологическим успехом Китая, который раньше уже смог посадить свой ровер на обратной стороне Луны, учитывая, что по статистике из всех попыток посадить аппараты на Марс лишь половина оказывалась успешной.

В случае успеха миссия станет не только очередной взятой вершиной для китайских инженеров, но и пополнит список марсоходов, когда-либо запускавшихся с Земли. Первым таким был американский Pathfinder в 1997 году, затем Spirit и Opportunity в 2004, и Curiosity в 2012, который работает до сих пор.

Китайская миссия на Марс — первая в истории национальной космической программы и по своей сути уникальна – она состоит из орбитера, посадочного модуля и ровера.

«Тяньвэнь-1» должен выйти на орбиту, сесть и выпустить ровер с первой же попытки и координировать наблюдения с орбитером, — писали китайские ученые в журнале Nature Astronomy накануне запуска. – Ни одна космическая миссия не осуществлялась таким образом».

При помощи «тройной» миссии Китай надеется провести «глобальное и обширное исследование всей планеты». Среди основных задач миссии, сформулированных в 2018 году, выделяются пять:

— Создание геологической карты Марса.
— Исследование характеристик марсианской поверхности и возможных залежей водяного льда.
— Изучение состава поверхности.
— Изучение марсианской атмосферы и климата.
— Анализ электромагнитных и гравитационных полей планеты.

Орбитер, который будет оставаться на орбите планеты, имеет семь научных инструментов. На его борту две камеры, георадар, спектрометр для анализа минерального состава поверхности и инструменты для анализа заряженных частиц в атмосфере планеты.

Марсоход примерно в два раза тяжелее китайского лунохода «Юйтуу-2», его масса составляет около 240 килограммов. На его борту шесть инструментов – две камеры, радар и три прибора для анализа минералов и магнитного поля планеты.

Точное место посадки марсохода пока не выбрано, однако ранее сообщалось, что он сядет с районе Равнины Утопия — низменности диаметром около 3300 км в восточной части северного полушария Марса, где в 70-е годы совершил посадку американский аппарат «Викинг».

Точная дата посадки тоже пока не известна, ожидается, что она состоится спустя 2-3 месяца.

Марсоход — шестиколесный, приводится в движение за счет солнечных батарей, и спроектирован на три месяца работы на поверхности. Расчетное время службы орбитера – один марсианский год. Вдобавок к научным задачам орбитер будет выступать в качестве радиоретранслятора для связи Земли с марсоходом.

Прием научной информации и телеметрии с Марса будет вести недавно построенная в городе Тяньцзинь на севере Китая 70-метровая антенна. Строительство антенны началось в октябре 2018 года, сама тарелка массой 2700 тонн была установлена в апреле 2020 года.

Позднее в феврале к Марсу прибудет третья за месяц миссия — американский марсоход Perseverance с первым в истории марсианским вертолетом на борту, запуск его состоялся 30 июля 2020 года.

Твоя эпоха в иных мирах

Хотите растопить те годы? Путешествуйте на внешнюю планету!


Для этой страницы требуется браузер с поддержкой Javascript.


ДЕЛАТЬ И УВЕДОМЛЕНИЕ

  • Впишите дату своего рождения ниже в указанное место. (Обратите внимание, что год необходимо вводить как 4-значное число!)
  • Щелкните по кнопке «Рассчитать».
  • Обратите внимание, что ваш возраст в других мирах автоматически подставится.Заметьте, что Ваш возраст разный в разных мирах. Обратите внимание, что ваш возраст в днях сильно различается.
  • Обратите внимание, когда будет ваш следующий день рождения в каждом мире. Приведенная дата является «земной датой».
  • Вы можете щелкнуть изображения планет, чтобы получить дополнительную информацию о них с невероятного веб-сайта Билла Арнетта «Девять планет».

ЧТО ЗДЕСЬ ПРОИСХОДИТ?

Дни (и годы) нашей жизни

Взглянув на цифры выше, вы сразу заметите, что вы разного возраста на разных планетах.Это поднимает вопрос о том, как мы определяем измеряемые временные интервалы. Что такое день? Какой год?

Земля в движении. Собственно, сразу несколько разных движений. Есть два, которые нас особенно интересуют. Во-первых, Земля вращается на вокруг своей оси, как волчок. Во-вторых, Земля вращается на вокруг Солнца, как трос на конце веревки, огибающей центральный полюс.

Поворот Земли вокруг своей оси на в виде вершины — это то, как мы определяем день.Время, за которое Земля совершает оборот от полудня до следующего полудня, мы определяем как один день. Далее мы делим этот период времени на 24 часа, каждый из которых делится на 60 минут, каждая из которых разбита на 60 секунд. Нет никаких правил, которые управляют скоростью вращения планет, все зависит от того, сколько «вращения» было в исходном материале, который пошел на формирование каждой из них. Гигантский Юпитер имеет много оборотов, один раз поворачиваясь вокруг своей оси каждые 10 часов, в то время как Венере требуется 243 дня, чтобы один раз повернуться.

Оборот Земли вокруг Солнца на и — это то, как мы определяем год. Год — это время, за которое Земля совершает один оборот — немногим более 365 дней.

В начальной школе мы все узнаем, что планеты движутся вокруг Солнца с разной скоростью. Земля совершает один оборот за 365 дней, а ближайшая планета Меркурий — всего за 88 дней. У бедного, тяжеловесного и далекого Плутона на один оборот уходит целых 248 лет. Ниже представлена ​​таблица со скоростью вращения и скоростью вращения всех планет.

Планета Период вращения Период революции
Меркурий 58,6 сут 87.97 сут
Венера 243 дня 224,7 сут
Земля 0.99 дней 365.26 сут
Марс 1,03 сут 1,88 года
Юпитер 0,41 суток 11,86 года
Сатурн 0,45 суток 29,46 года
Уран 0.72 дня 84,01 года
Нептун 0,67 суток 164,79 года
Плутон 6.39 суток 248,59 года

Почему такая огромная разница в сроках? Нам нужно вернуться во времена Галилея, за исключением того, что мы собираемся смотреть не на его работы, а на работы одного из его современников, Иоганна Кеплера (1571-1630).

Иоганн Кеплер

Тихо Браге

Кеплер кратко работал с великим датским астрономом-наблюдателем Тихо Браге. Тихо был отличным и чрезвычайно точным наблюдателем, но у него не было математических способностей для анализа всех собранных данных. После смерти Тихо в 1601 году Кеплер смог получить наблюдения Тихо. Наблюдения Тихо за движением планет были самыми точными на то время (до изобретения телескопа!).Используя эти наблюдения, Кеплер обнаружил, что планеты не движутся по кругу, как учили 2000 лет «Натурфилософии». Он обнаружил, что они движутся по эллипсам. Эллипс — это своего рода сжатый круг с коротким диаметром («малая ось») и более длинным диаметром («большая ось»). Он обнаружил, что Солнце находится в одном «фокусе» эллипса (есть два «фокуса», оба расположены на большой оси). Он также обнаружил, что, когда планеты находятся ближе к Солнцу по своим орбитам, они движутся быстрее, чем когда они находятся дальше от Солнца.Много лет спустя он обнаружил, что чем дальше планета находится от Солнца, тем больше времени требуется этой планете, чтобы сделать один полный оборот. Эти три закона, математически сформулированные Кеплером, известны как «законы орбитального движения Кеплера». Законы Кеплера до сих пор используются для предсказания движения планет, комет, астероидов, звезд, галактик и космических кораблей.

Здесь вы видите планету, вращающуюся по очень эллиптической орбите.
Обратите внимание, как он ускоряется, когда находится рядом с Солнцем.

Третий закон Кеплера интересует нас больше всего. В нем точно указано, что период времени, за который планета обращается вокруг Солнца в квадрате, пропорционален среднему расстоянию от Солнца в кубе. Вот формула:

Давайте просто решим для периода, извлекая квадратный корень из обеих частей:

Обратите внимание, что по мере увеличения расстояния от планеты до Солнца период, или время, необходимое для одного обращения по орбите, будет увеличиваться.Кеплер не знал причины этих законов, хотя знал, что они как-то связаны с Солнцем и его влиянием на планеты. Исааку Ньютону пришлось ждать 50 лет, чтобы открыть универсальный закон тяготения.

Серьезность ситуации

Исаак Ньютон

Более близкие планеты вращаются быстрее, более далекие планеты вращаются медленнее. Почему? Ответ заключается в том, как работает гравитация. Сила тяжести — это мера притяжения между двумя телами.Эта сила зависит от нескольких вещей. Во-первых, это зависит от массы Солнца и от массы рассматриваемой планеты. Чем тяжелее планета, тем сильнее притяжение. Если вы удвоите массу планеты, гравитация притянет ее вдвое сильнее. С другой стороны, чем дальше планета от Солнца, тем слабее притяжение между ними. Сила довольно быстро ослабевает. Если удвоить расстояние, сила составит одну четверть. Если вы утроите расстояние, сила упадет до одной девятой. В десять раз больше расстояния, в одну сотую больше.Видите узор? Сила падает с квадратом расстояния. Если мы поместим это в уравнение, это будет выглядеть так:

Две буквы «М» наверху — это масса Солнца и масса планеты. Буква «r» ниже — это расстояние между ними. Массы указаны в числителе, потому что сила увеличивается, если они становятся больше. Расстояние указано в знаменателе, потому что сила уменьшается с увеличением расстояния. Обратите внимание, что сила никогда не становится равной нулю, как бы далеко вы ни путешествовали.Знание этого закона поможет вам понять, почему планеты движутся быстрее, когда они находятся ближе к Солнцу — они притягиваются с большей силой и быстрее вращаются!


ССЫЛКИ


© 2000 Рон Хипшман

Сколько лет Земле? | Космос

Планета Земля не имеет свидетельства о рождении, чтобы зафиксировать ее образование, а это значит, что ученые потратили сотни лет на то, чтобы определить возраст планеты. Итак, сколько лет Земле?

Датируя камни в постоянно изменяющейся коре Земли, а также камни у соседей с Землей, таких как Луна и посещаемые метеориты, ученые подсчитали, что Земля равна 4.Возраст 54 миллиарда лет, погрешность — 50 миллионов лет.

Связанные : Насколько велика Земля?
По теме : Какова скорость Земли вокруг Солнца?

Сколько лет скалам Земли?

Ученые предприняли несколько попыток датировать планету за последние 400 лет. Они попытались предсказать возраст на основе изменения уровня моря, времени, которое потребовалось Земле или Солнцу, чтобы остыть до нынешних температур и солености океана.По мере развития технологии датирования эти методы оказались ненадежными; например, было показано, что подъем и опускание океана представляют собой постоянно меняющийся процесс, а не постепенный спад.

В другой попытке вычислить возраст планеты ученые обратились к скалам, покрывающим ее поверхность. Однако, поскольку тектоника плит постоянно изменяется и обновляет кору, первые породы уже давно переработаны, переплавлены и преобразованы в новые обнажения.

Ученые также должны бороться с проблемой, называемой Великим Несоответствием, при которой, по-видимому, отсутствуют осадочные слои породы (например, в Гранд-Каньоне есть 1.2 миллиарда лет породы, которую невозможно найти, по данным Университета Аризоны). Этому несоответствию есть несколько объяснений; В начале 2019 года одно исследование показало, что глобальный ледниковый период заставил ледники врезаться в скалу, что привело к ее разрушению. Затем тектоника плит отбросила раздробленную породу обратно в недра Земли, удалив старые свидетельства и превратив их в новую породу.

В начале 20 века ученые усовершенствовали процесс радиометрического датирования. Более ранние исследования показали, что изотопы некоторых радиоактивных элементов распадаются на другие элементы с предсказуемой скоростью.Изучая существующие элементы, ученые могут вычислить начальное количество радиоактивного элемента и, таким образом, сколько времени потребовалось элементам для распада, что позволяет им определить возраст породы.

Самыми древними камнями на Земле, обнаруженными на сегодняшний день, являются Акаста-Гнейс на северо-западе Канады, недалеко от Большого Невольничьего озера, возраст которых составляет 4,03 миллиарда лет. Но камни старше 3,5 миллиардов лет можно найти на всех континентах. Гренландия может похвастаться супракрустальными породами Исуа (возрастом от 3,7 до 3,8 миллиарда лет), а в Свазиленде — 3.От 4 миллиардов до 3,5 миллиардов лет. Возраст образцов в Западной Австралии составляет от 3,4 до 3,6 млрд лет.

Образец размером с кулак Acasta Gneisses, скал на северо-западе Канады, которые являются старейшими известными скалами на Земле. (Изображение предоставлено Майком Борегардом / Creative Commons.)

Исследовательские группы в Австралии обнаружили самые старые минеральные зерна на Земле. Возраст этих крошечных кристаллов силиката циркония достигает 4,3 миллиарда лет, что делает их старейшими земными материалами, обнаруженными на Земле.Их материнские породы пока не обнаружены. Между тем, ученые также обнаружили на Земле звездную пыль возрастом 7 миллиардов лет.

Камни и цирконы устанавливают нижний предел возраста Земли в 4,3 миллиарда лет, потому что сама планета должна быть старше всего, что находится на ее поверхности.

Когда возникла жизнь, все еще ведутся споры, особенно потому, что некоторые ранние окаменелости могут появиться в виде естественных горных пород. Некоторые из самых ранних форм жизни были обнаружены в Западной Австралии, как было объявлено в исследовании 2018 года; исследователи обнаружили крошечные нити в 3-х.Камни возрастом 4 миллиарда лет, которые могут быть окаменелостями. Другие исследования предполагают, что жизнь зародилась еще раньше. Гематитовые трубки в вулканической породе в Квебеке могли содержать микробы между 3,77 и 4,29 миллиардами лет назад. Исследователи, изучающие скалы на юго-западе Гренландии, также обнаружили конусообразные структуры, которые могли окружать микробные колонии около 3,7 миллиарда лет назад.

Сколько лет солнечной системе?

Пытаясь уточнить возраст Земли, ученые начали смотреть вовне.Материал, из которого сформирована Солнечная система, представлял собой облако пыли и газа, окружавшее молодое Солнце. Гравитационные взаимодействия объединили этот материал в планеты и луны примерно в одно и то же время. Изучая другие тела Солнечной системы, ученые могут узнать больше о ранней истории планеты.

Ближайшее к Земле тело, Луна, не подвергается процессам обновления поверхности, которые происходят в ландшафте Земли. Таким образом, камни из ранней лунной истории все еще находятся на поверхности Луны.Образцы, полученные с миссий Аполлон и Луна, показали возраст от 4,4 до 4,5 миллиардов лет, что помогает ограничить возраст Земли. Как образовалась луна — предмет споров; в то время как доминирующая теория предполагает, что объект размером с Марс врезался в Землю, и фрагменты в конечном итоге слились в Луну, другие теории предполагают, что Луна образовалась до Земли.

По теме : Как образовалась Земля?

Помимо крупных тел Солнечной системы, ученые изучили более мелких скалистых посетителей, упавших на Землю.Метеориты происходят из самых разных источников. Некоторые из них отбрасываются с других планет после сильных столкновений, в то время как другие представляют собой остатки ранней солнечной системы, которые никогда не становились достаточно большими, чтобы сформировать сплоченное тело.

Хотя с Марса намеренно не было возвращено ни одного камня, образцы существуют в виде метеоритов, которые упали на Землю давным-давно, что позволяет ученым делать приблизительные оценки возраста горных пород на Красной планете. Возраст некоторых из этих образцов составляет 4,5 миллиарда лет, что подтверждает другие расчеты даты раннего образования планет.

Кристалл циркона возрастом 4,4 миллиарда лет из Австралии — самый старый из найденных на Земле. Материнские породы для мелких осколков еще не идентифицированы. (Изображение предоставлено: Джон Вэлли, Университет Висконсина.)

Возраст более 70 упавших на Землю метеоритов был рассчитан методом радиометрического датирования. Самым старым из них от 4,4 до 4,5 миллиардов лет.

Пятьдесят тысяч лет назад из космоса упала скала, образовав Метеоритный кратер в Аризоне.Осколки этого астероида были собраны на краю кратера и названы в честь близлежащего каньона Диабло. Метеорит Canyon Diablo важен, потому что он представляет собой класс метеоритов с компонентами, которые позволяют более точно датировать.

В 1953 году Клер Кэмерон Паттерсон, известный геохимик из Калифорнийского технологического института, измерил отношения изотопов свинца в образцах метеорита, что наложило жесткие ограничения на возраст Земли. Образцы метеорита показывают разброс от 4.От 53 миллиардов до 4,58 миллиардов лет. Ученые интерпретируют этот диапазон как время, которое потребовалось для развития Солнечной системы, постепенное событие, которое длилось примерно 50 миллионов лет.

Используя не только горные породы на Земле, но и информацию, собранную о системе, которая ее окружает, ученые смогли определить возраст Земли примерно в 4,54 миллиарда лет. Для сравнения, галактике Млечный Путь, в которой находится Солнечная система, приблизительно 13,2 миллиарда лет, а возраст самой Вселенной — 13 лет.8 миллиардов лет.

Дополнительные ресурсы

Эта статья была обновлена ​​20 августа 2021 года старшим писателем Space.com Меган Бартельс и 7 февраля 2019 года участником Space.com Элизабет Хауэлл.

Возраст и происхождение Солнечной системы


Курсы Calspace

Изменение климата · Часть первая
Изменение климата · Часть вторая
Введение в астрономию

Введение в программу обучения астрономии

1.0 — Введение
2.0 — Как делается наука
3.0 — Большой взрыв
4.0 — Открытие Галактики

5.0 Возраст и происхождение — Солнечная система
· 5.1 — Открытие Солнечной системы
· 5.2 — Возраст Солнечной системы
· 5.3 — Улики от метеоритов
· 5.4 — Подсказки от комет

6.0 — Методы наблюдательной астрономии
7.0 — Животворящее Солнце
8.0 — Планеты Солнечной системы
9.0 — Земля в космосе
10.0 — Поиски внесолнечных планет
11.0 — Современные виды Марса
12.0 — Финал Вселенной

Жизнь во Вселенной

Глоссарий: изменение климата
Глоссарий: Астрономия
Глоссарий: Жизнь во Вселенной


Возраст Солнечной системы, полученный в результате изучения метеоритов (которые считаются самым старым доступным материалом), составляет около 5 миллиардов лет; Земля принимается равной 4.6 миллиардов лет. Возраст самых старых горных пород на Земле составляет 3,8 миллиарда лет. Некоторые из этих древних пород уже имеют признаки развитой формы жизни, так называемые «химические окаменелости», минеральное вещество, обладающее странными свойствами, которое, как считается, является результатом жизненных процессов.
Несомненно, одним из самых удивительных наблюдений в мире природы является то, что камни могут падать с неба. Большинство из них очень маленькие и сгорают в атмосфере. Ночью их следы можно увидеть как «падающие звезды» или «падающие звезды» — ошибочные народные интерпретации, сохранившиеся на языке.Если они достаточно большие, эти частицы могут добраться до земли (или в океан) в виде маленьких расплавленных капель камня. Они довольно хорошо известны из глубоководных отложений. Если они больше, в несколько сантиметров в диаметре, они могут выдержать падение, как камешки оригинальной породы со стеклянной коркой. Иногда метеориты довольно большие. Один из них сделал Метеоритный кратер в Аризоне (см. Фото выше). По оценкам, ежегодно на Землю выпадает около 10 000 тонн камня и металла, причем почти все объекты размером менее 1 мм.

Что это за объекты и откуда берутся метеориты?

Железный метеорит. (Источник: НАСА)

Метеориты могут быть из камня или железа. Фактически, железные метеориты были ценимыми объектами на заре цивилизации, поскольку они давали обрабатываемый металл гораздо более твердый и прочный, чем медь или бронза. (Это связано с высоким содержанием никеля; обычное железо намного мягче.) Значительно большая часть метеоритов относится к каменистой разновидности.Хорошее место для поиска метеоритов — это то место, куда люди раньше не обращали внимания и где камни обычно не встречаются, а именно на льду, покрывающем Антарктиду. Сотни метеоритов были обнаружены в этом регионе с тех пор, как японские геологи впервые обнаружили это место как идеальную станцию ​​для сбора в 1969 году. Считается, что некоторые из фрагментов пришли с Луны и даже с Марса. Но основная масса считается остатками времени возникновения Солнечной системы, возможно, фрагментами одной или нескольких планет, образовавшихся на раннем этапе истории Солнечной системы и вскоре снова разрушенных в результате столкновения.Таких обломков много в «поясе астероидов», расположенном между орбитами Марса и Юпитера. Другие объекты могут быть обломками распавшихся комет, о чем свидетельствует периодичность метеоритных дождей после гибели некоторых комет.

Как уже упоминалось, многие изученные метеориты оказались очень старыми, возрастом более 4 миллиардов лет. Таким образом, они содержат воспоминания о первых днях существования Солнечной системы. Из самого факта, что существуют как каменные, так и железные метеориты, можно сделать вывод, что у них есть планета в качестве источника, и что одна или несколько планет, следовательно, должны были сформироваться очень рано в истории системы.

Образование солнечных систем: Изначальное облако газа и пыли начинает коллапсировать под действием собственной гравитации. Фрагменты облака и каждая часть продолжают разрушаться. Наконец, есть 5 протозвезд, окруженных дисками пыльного газа, из которых будут формироваться их планеты.

Причина в том, что планета необходима для создания гравитационной силы для отделения тяжелых металлов (железа и никеля) от сросшейся пыли в металлическое ядро. Материал должен был быть расплавленным, по крайней мере частично, поэтому любая родительская планета была горячей.Энергия нагрева обеспечивалась столкновением и сжатием, а также, предположительно, внутренним радиоактивным распадом. Было высказано предположение, что после взрыва близкой сверхновой вокруг все еще были новые радиоактивные элементы, которые могли обеспечить необходимое тепло для плавления породы. Если это так, формирование планеты должно было начаться очень рано после того, как обломки сверхновой звезды собрались в растущем центральном теле и его вращающемся диске на первой стадии формирования солнечной системы (стадия «солнечной туманности»).

Внутри этого вращающегося диска были предпочтительные орбиты, где кольца из газа и пыли могли перемещаться вокруг появляющейся звезды в центре, не покидая ее из-за гравитационного возмущения от соседних растущих планет. Каждое кольцо в конечном итоге произвело планету, начиная с Меркурия. Молодое Солнце еще не нашло долгосрочного равновесия; он горел горячим, переменным и сильным солнечным ветром. Газ из внутренних колец выдувался во внешние, питая там растущие большие газовые планеты.Внутренние кольца концентрировали твердые тела в большие тела, создавая известные нам скалистые планеты. Некоторые из них (Венера и Земля) были достаточно большими, чтобы пополнять газообразные оболочки из своих скалистых тел и удерживать свои атмосферы, несмотря на солнечное излучение.

Какая бы планета (или планеты) ни образовалась рядом с Юпитером и внутри его орбиты, она была обречена на неудачу, возможно, из-за гравитационных возмущений от этой самой большой из всех планет, которые привели к столкновению и распаду. Материал, оставшийся в этом кольце, составляет пояс астероидов с массой около 2 процентов от массы Луны.Самый крупный объект — астероид Церера, диаметр которого чуть меньше 1000 км. Скалистые объекты в этом поясе, насколько можно судить, имеют знакомый метеоритный состав.

Астероид Ида и его крошечный спутник Дактиль. Снято в 1993 году космическим кораблем «Галилео» с расстояния 6500 миль. (Источник: НАСА)

q2811

проф. Крейг Паттен из Калифорнийского университета. Сан Диего. Я запишу соответствующие комментарии ниже:

Сколько времени это займет? Земле требуется один год, чтобы вращаться вокруг Солнца, а Марсу — около 1 года.9 лет (скажем, 2 года для простоты подсчета) на орбите вокруг Солнца. Эллиптическая орбита, по которой вы летите с Земли на Марс, длиннее орбиты Земли, но короче орбиты Марса. Соответственно, мы можем оценить время, необходимое для завершения этой орбиты, путем усреднения длин орбиты Земли и Марса. Следовательно, для завершения описанной выше эллиптической орбиты (сплошные и пунктирные части!) Потребуется около полутора лет. Так как было бы неплохо провести некоторое время на Марсе, нас интересует только путешествие в один конец (сплошная линия), которое составляет половину орбиты и займет половину времени полной орбиты, или около девяти месяцев.Итак, чтобы добраться до Марса, нужно девять месяцев. Можно добраться до Марса за меньшее время, но для этого вам потребуется дольше сжигать ракетные двигатели, используя больше топлива. С нынешними ракетными технологиями это практически невозможно.

За девять месяцев, которые нужны, чтобы добраться до Марса, Марс перемещается по своей орбите на значительное расстояние, примерно 3/8 своего пути вокруг Солнца. Вы должны планировать заранее, чтобы убедиться, что к тому времени, когда вы достигнете орбиты Марса, Марс окажется там, где вам нужно! Фактически это означает, что вы можете начать свое путешествие только тогда, когда Земля и Марс будут правильно выстроены в линию.Это происходит только каждые 26 месяцев. То есть есть только одно окно запуска каждые 26 месяцев.

Проведя 9 месяцев на пути к Марсу, вы, вероятно, захотите провести там некоторое время. Фактически, вы ДОЛЖНЫ провести некоторое время на Марсе! Если бы вы продолжили движение по орбите вокруг Солнца, то, когда вы вернетесь туда, откуда начали, Земля больше не будет там, где вы ее оставили!

Чтобы выйти со своей эллиптической орбиты вокруг Солнца на орбиту Марса, вам снова нужно будет сжечь немного топлива.Если вы хотите исследовать поверхность Марса, вам также понадобится топливо, чтобы спустить посадочный модуль с поверхности Марса. В первое путешествие на Марс необходимо взять с собой на Марс все это топливо. (Может быть, когда-нибудь мы сможем производить ракетное топливо на Марсе). Фактически, вы можете посадить только небольшую часть корабля на Марсе, потому что посадка всего на поверхности и повторный подъем потребует огромного количества топлива. Поэтому вы, вероятно, оставите часть корабля, включая все припасы для путешествия домой, на орбиту Марса, а часть экипажа отправится исследовать поверхность.

Точно так же, как вам нужно дождаться, пока Земля и Марс займут правильное положение, прежде чем отправиться на Марс, вы также должны убедиться, что они находятся в правильном положении, прежде чем отправиться домой. Это означает, что вам придется провести на Марсе 3-4 месяца, прежде чем вы сможете отправиться в обратный путь. В целом, ваша поездка на Марс займет около 21 месяца: 9 месяцев, чтобы добраться туда, 3 месяца, и 9 месяцев, чтобы вернуться. С нашей нынешней ракетной технологией обойти это невозможно. Большая продолжительность поездки имеет несколько последствий.

Во-первых, вы должны принести экипажу достаточно еды, воды, одежды и медикаментов в дополнение ко всем научным приборам, которые вы захотите взять с собой. Вы также должны принести все это топливо! Кроме того, если вы находитесь в космосе девять месяцев, вам понадобится много защиты от солнечного излучения. Вода и цемент служат хорошей защитой, но они очень тяжелые. В целом, по оценкам, для экипажа из шести человек потребуется 3 миллиона фунтов припасов! Шаттл может поднять в космос около 50 000 фунтов, поэтому потребуется 60 запусков шаттла, чтобы доставить все ваши припасы в космос.В истории «Шаттла» было всего около 90 запусков, а запусков в год — менее десяти … Таким образом, с шаттлом потребовалось бы шесть лет, чтобы просто доставить припасы в космос. По этой причине вам, вероятно, потребуется разработать систему запуска, которая могла бы поднять в космос более 50 000 фунтов. Даже с лучшей ракетой-носителем маловероятно, что вы сможете запустить миссию на Марс сразу. Вам нужно будет запустить его из нескольких частей и собрать их на орбите.

Во-вторых, вы собираетесь находиться в космосе в течение длительного периода времени, и у вас будут физиологические последствия пребывания в невесомости в течение длительного периода времени.Во-первых, вашим мышцам не нужно работать так много. В ответ на сокращение использования ваши мышцы начинают сокращаться или атрофироваться. Помните, что ваше сердце — это еще и мышца, и перекачивать кровь по вашему телу легче в невесомости космоса, поэтому ваше сердце также становится слабее. Во время длительного космического путешествия ваши мышцы могут стать настолько слабыми, что вам будет трудно стоять прямо, когда вы вернетесь в среду, где вы подвержены гравитации.

Точно так же, как ваши мышцы должны делать меньше работы, чтобы перемещать вас в пространстве, ваши кости не так сильно нужны.Основная функция вашего скелета — поддерживать вес вашего тела. Когда вы находитесь в невесомости, ваше тело понимает, что кости используются не так часто, и они начинают терять кальций и становятся более хрупкими. Это серьезные эффекты, которые могут повлиять на способность астронавтов проводить эксперименты и задачи, когда они прибудут на Марс, где они снова будут подвергнуты гравитации.

Чтобы изучить эти физиологические эффекты длительной невесомости, вам необходимо провести эксперименты на людях, которые находились в невесомости в течение длительных периодов времени.В настоящее время российская космическая станция «Мир» является единственным местом, где космонавты могут оставаться в течение длительного периода времени, и исследования этого эффекта продолжаются. Но поскольку вам нужно будет провести гораздо больше экспериментов, и вам также понадобится место для сборки миссии, вероятно, потребуется построить более крупную космическую станцию, которая будет использоваться в качестве плацдарма для миссии на Марс.

вашего возраста на других планетах • Планеты

Введите свой день рождения ниже и нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы узнать, сколько вам было бы лет на других планетах и ​​мирах.Не забудьте использовать полный год из четырех цифр — например, 1982 г. — для правильной работы калькулятора.

Почему ваш возраст отличается на других планетах / мирах?

Как видно из очень разных чисел в рамках выше, ваш возраст меняется (иногда довольно сильно) в зависимости от планеты. Итак, как мы определяем один день и один год на планете?

Земля и все другие планеты постоянно находятся в движении. Есть много разных типов движения, которые происходят одновременно.Для определения дня на планете и года на планете существует два основных типа движения.

Вращение оси для определения длины дня

Время, необходимое Земле для вращения вокруг своей оси, составляет 23,934 часа (24 часа или 1 земной день).

Первый тип движения — это осевое или осевое вращение. Это вращательное движение реальной планеты, похожее на вращающийся волчок.

Время, необходимое планете, чтобы совершить один полный оборот вокруг своей оси, — это то, что мы можем измерить как один день.

На Земле вращение вокруг своей оси занимает чуть меньше 24 часов, а это одни сутки. Мы округляем его до полных 24 часов. И это можно разбить на 24 часа по 60 минут, которые также можно разделить на 60 секунд в каждой минуте.

Скорость вращения осей планет различна, поэтому возраст в прямоугольниках выше различен. Скорость, с которой планета вращается вокруг своей оси, определяется рядом сложных факторов, в том числе тем, насколько быстро исходная материя «вращалась», когда планеты формировались 4.5 миллиардов лет назад.

Юпитер, например, имеет самую высокую скорость вращения из всех планет и занимает всего 9,92496 земных часов, чтобы совершить полный оборот вокруг своей оси. Для сравнения, Венере требуется 243.018 дней, чтобы совершить один оборот.

Орбита или оборот вокруг Солнца для определения продолжительности одного года

Время, необходимое Земле для обращения вокруг Солнца, составляет 365,26 земных суток (1 земной год)

Второе движение — это вращение планеты при ее движении вокруг Солнца.Это часто называют орбитальной или орбитальной траекторией планеты. На Земле вы, вероятно, знаете, что один год занимает 365,26 земных дня. Это время, за которое Земля совершает один оборот вокруг Солнца.

Плутон, карликовая планета, имеет очень большой путь по орбите, и для того, чтобы совершить один полный оборот вокруг Солнца, требуется почти 248 лет. Вот почему ваш возраст в поле Плутона выше так мал.

Меркурий — ближайшая к Солнцу планета, поэтому его орбитальный путь меньше — планете требуется всего 88 земных дней, чтобы сделать один оборот вокруг Солнца.

Периоды вращения и орбиты планет

Планета Период вращения Период обращения
Меркурий 58,646 дней 87,97 дней
Венера 243.018 суток 224.70 суток
Земля 0,99726968 дней 365,26 дней
Марс 1.026 дней 1.8808476 лет
Юпитер 0.41354 дней 11,86 2615 лет
Сатурн 0,444 суток 29,447498 лет
Уран 0,718 дней 84,016846 лет
Нептун 0,671 суток 164,79132 года
Плутон (карликовая планета) 6,387 дня 247,92065 лет

Пришла ли жизнь на Землю с Марса? |
Наука

Если феномены Star Trek , Area 51, Ancient Aliens или War of the Worlds могут быть приняты как антропологические ключи, человечество поглощено любопытством по поводу возможности жизни за пределами Земли.Есть ли на каких-либо из 4437 недавно открытых внесолнечных планет следы жизни? Как бы выглядели эти формы жизни? Как бы они функционировали? Если бы они пришли на Землю, мы бы разделили объятия в стиле ET , или это посещение было бы скорее в стиле Battle Los Angeles ?

Жизнь за пределами Земли вызвала бесконечный интерес, но, похоже, меньше общественного интереса уделяется тому, как жизнь на Земле зародилась 3-4 миллиарда лет назад.Но оказывается, что эти две темы могут быть связаны между собой больше, чем можно было бы представить — на самом деле, вполне возможно, что жизнь на Земле действительно зародилась вне Земли, на Марсе.

В этом году на конференции Goldschmidt во Флоренции Стив Беннер, молекулярный биофизик и биохимик из Фонда прикладной молекулярной эволюции, представит эту идею аудитории геологов. Он прекрасно понимает, что половина комнаты будет категорически против его идеи. «Люди, вероятно, будут бросать вещи», — смеется он, намекая на осознание того, насколько необычными звучат его идеи.Но у его утверждения (PDF) есть научное обоснование, логическая причина того, почему жизнь, возможно, действительно зародилась на Марсе.

В науке есть несколько парадоксов: если на небе бесконечное количество звезд, почему ночное небо темное? Как свет может действовать как частица и волна? Если французы едят так много сыра и масла, почему в их стране так низка заболеваемость ишемической болезнью сердца? Истоки жизни ничем не отличаются; они тоже продиктованы двумя парадоксами: парадоксом дегтя и парадоксом воды.Оба, по словам Беннера, затрудняют объяснение возникновения жизни на Земле. Но и то, и другое, отмечает он, можно решить, поместив создание жизни на Марс.

Первый, парадокс tar, достаточно прост для понимания. «Если вложить энергию в органический материал, он превратится в асфальт, а не в жизнь», — объясняет Беннер. Без доступа к дарвиновской эволюции, то есть без органических молекул, имеющих возможность воспроизводить и создавать потомство, которое само, мутации и все такое, является воспроизводимым, органическое вещество, купаемое в энергии (солнечного света или геотермального тепла), превратится в смолу.Ранняя Земля была полна органических материалов — цепочек углерода, водорода и азота, которые считаются строительными блоками жизни. Учитывая парадокс смолы, эти органические материалы должны были превратиться в асфальт. «Вопрос в том, как это возможно, что органическим материалам на ранней Земле удалось перейти от своей асфальтовой участи к чему-то, что имело доступ к дарвиновской эволюции? Потому что, как только это произойдет — предположительно, — вы отправитесь на скачки, и тогда вы сможете управлять любой средой, какой захотите, — объясняет Беннер.

Второй парадокс — это так называемый водный парадокс. Водный парадокс гласит, что даже несмотря на то, что жизни нужна вода, если бы органический материал смог избежать своей асфальтовой участи и двинуться в сторону дарвиновской эволюции, вы не сможете собрать необходимые строительные блоки в потоке воды. Строительные блоки жизни начинаются с генетических полимеров — хорошо известной ДНК игрока и ее менее известной, но все же очень умной дружественной РНК. Эксперты сходятся во мнении, что РНК, вероятно, была первым генетическим полимером, отчасти потому, что в современном мире РНК играет такую ​​важную роль в производстве других органических соединений.«РНК — это ключ к рибосоме, из которой производятся белки. Практически нет сомнений в том, что РНК, являющаяся молекулой, участвующей в катализе, возникла до возникновения белков », — объясняет Беннер. Трудность в том, что для сборки РНК в длинные цепи — что необходимо для генетики — сборка не может происходить в воде . «Большинство людей считают, что вода необходима для жизни. Очень немногие люди понимают, насколько агрессивна вода », — говорит Беннер. Для РНК вода чрезвычайно агрессивна — в воде не могут образоваться связи, препятствующие образованию длинных цепей.

Однако Беннер говорит, что эти парадоксы можно разрешить с помощью двух очень важных групп минералов. Первые — это боратные минералы. Боратные минералы, содержащие элемент бор, предотвращают превращение строительных блоков жизни в смолу, если они включены в органические соединения. Бор, как элемент, ищет электроны, чтобы сделать себя стабильными. Он находит их в кислороде, и вместе кислород и бор образуют минеральный борат. Но если найденный кислород бор уже связан с углеводами, углеводы, связанные с бором, образуют сложную органическую молекулу, усеянную боратом, которая менее устойчива к разложению.

Кристаллы буры, содержащие элемент бор. Фото из Википедии.

Вторая группа минералов включает те, которые содержат молибдат, соединение, состоящее из молибдена и кислорода. Молибден, более известный своим заговорщическим отношением к классическому произведению Дугласа Адамса Автостопом по Галактике , имеет решающее значение, потому что он берет стабилизированные боратом углеводы, связывается с ними и катализирует реакцию, которая перестраивает их в рибоза: R в РНК.

Что возвращает нас — пусть окольными путями — обратно на Марс. И борат, и молибдат встречаются в дефиците, и их было бы особенно мало на ранней Земле. Молибден в молибдате сильно окислен, а это означает, что для достижения стабильности ему нужны электроны кислорода или других легко доступных отрицательно заряженных ионов. Но ранняя Земля была слишком бедна кислородом, чтобы легко создать молибдат. К тому же, возвращаясь к водному парадоксу, ранняя Земля была буквально водным миром — суша составляла всего два-три процента ее поверхности.Бораты растворимы в воде — если бы на раннем этапе Земля была затопленной планетой, как полагают ученые, для и без того дефицитного элемента, теперь растворенного в огромном океане, было бы трудно найти эфемерные органические молекулы для связи. Более того, статус Земли как заболоченной планеты затрудняет формирование РНК, потому что этот процесс не может происходить в воде сам по себе.

Однако эти концепции становятся менее важной проблемой на Марсе. Хотя вода, безусловно, присутствовала на Марсе 3-4 миллиарда лет назад, ее никогда не было так много, как на Земле, что создавало возможность того, что марсианские пустыни — места, где могут концентрироваться бораты и молибдаты — могли способствовать образованию длинных цепей РНК. .Более того, 4 миллиарда лет назад атмосфера Марса содержала гораздо больше кислорода, чем Земля. Кроме того, недавний анализ марсианского метеорита подтверждает, что бор когда-то присутствовал на Марсе.

И, как считает Беннер, молибдат тоже был там. «Только когда молибден сильно окисляется, он может влиять на формирование ранней жизни», — объясняет Беннер. «Молибдат не мог быть доступен на Земле в то время, когда зародилась жизнь, потому что три миллиарда лет назад на поверхности Земли было очень мало кислорода, а на Марсе был.”

Беннер считает, что эти факторы означают, что жизнь зародилась на Марсе, нашем ближайшем соседе в космосе, оснащенном всеми необходимыми ингредиентами. Но жизнь там не поддерживалась. «Конечно, Марс высох. Процесс сушки был очень важен для зарождения жизни, но не для ее поддержания », — объясняет Беннер. Вместо этого метеор должен был поразить Марс, выбрасывая материалы в космос — и в конечном итоге эти материалы, включая некоторые строительные блоки жизни, могли попасть на Землю.

Может ли внезапное изменение окружающей среды быть слишком резким для выживания молодых строительных блоков? Беннер так не думает. «Допустим, жизнь начинается на Марсе и становится очень счастливой в марсианской среде», — объясняет Беннер. «Метеор падает на Марс, и при ударе выбрасываются камни, на которых сидит ваш предшественник. Затем вы приземляетесь на Землю и обнаруживаете, что там много воды, которую вы считали дефицитным элементом. Будет ли окружающая среда адекватной? Он определенно оценил наличие достаточного количества воды, чтобы не волноваться.”

Итак, извини, Лил Уэйн, похоже, пришло время отказаться от своих прав на четвертый камень от Солнца. Как отмечает Бреннер: «Кажется, появляются свидетельства того, что на самом деле все мы марсиане».

Сколько времени нужно, чтобы добраться до Марса?

Эта статья впервые появилась в Universe Today в июле 2012 года, но к ней добавлено видео по теме.

Планета Марс — один из самых ярких объектов на ночном небе, легко видимый невооруженным глазом в виде ярко-красной звезды.Примерно каждые два года Марс и Земля достигают своей ближайшей точки, называемой «оппозицией», когда Марс может находиться на расстоянии 55 000 000 км от Земли. И каждые два года космические агентства используют это выравнивание орбит для отправки космических кораблей на Красную планету. Сколько времени нужно, чтобы добраться до Марса?

Общее время в пути от Земли до Марса составляет от 150 до 300 дней в зависимости от скорости запуска, ориентации Земли и Марса и продолжительности пути космического корабля до своей цели.На самом деле все зависит от того, сколько топлива вы готовы сжечь, чтобы добраться туда. Больше топлива, меньше времени в пути.

История полета на Марс:

Первым космическим аппаратом, совершившим путешествие с Земли на Марс, был Mariner 4 НАСА, который был запущен 28 ноября 1964 года и прибыл к Марсу 14 июля 1965 года, успешно сделав серию из 21 снимка. Общее время полета Mariner 4 составило 228 дней.

Следующей успешной миссией на Марс стал «Маринер-6», который стартовал 25 февраля 1969 года и достиг планеты 31 июля 1969 года; время полета всего 156 суток.Успешному Mariner 7 потребовался всего 131 день, чтобы совершить путешествие.

Команда НАСА использовала все возможные данные для моделирования посадки Mars Curiosity. Предоставлено: NASA

Mariner 9, первый космический корабль, успешно вышедший на орбиту Марса, запущен 30 мая 1971 года и прибыл 13 ноября 1971 года на срок 167 дней. Это та же картина, которая сохранялась на протяжении почти 50 лет исследования Марса: примерно 150-300 дней.

Вот еще несколько примеров:

  • Викинг 1 (1976 г.) — 335 сут.
  • Викинг 2 (1976) — 360 дней
  • Mars Reconnaissance Orbiter (2006) — 210 дней
  • Phoenix Lander (2008) — 295 дней
  • Curiosity Lander (2012) — 253 дня

Почему это занимает так много времени ?:

Изображение орбит Земли и Марса сверху вниз.Предоставлено: NASA

. Если учесть тот факт, что Марс находится всего в 55 миллионах км, а космический корабль движется со скоростью более 20000 км / час, можно ожидать, что космический корабль совершит путешествие примерно за 115 дней, но это займет много времени. дольше. Это потому, что и Земля, и Марс вращаются вокруг Солнца. Вы не можете указать прямо на Марс и начать запускать свои ракеты, потому что к тому времени, когда вы туда доберетесь, Марс уже сдвинется. Вместо этого космический корабль, запущенный с Земли, нужно направить туда, где Марс будет .

Другое ограничение — топливо. Опять же, если бы у вас было неограниченное количество топлива, вы бы направили свой космический корабль на Марс, запустили свои ракеты до середины пути, затем развернулись и снизили скорость на последней половине пути. Вы можете сократить время в пути до доли от текущей ставки, но вам потребуется невероятное количество топлива.

Как добраться до Марса с наименьшим количеством топлива:

Главная забота инженеров — как доставить космический корабль на Марс с наименьшим количеством топлива.Роботам наплевать на враждебное окружение космоса, поэтому имеет смысл максимально снизить затраты на запуск ракеты.

Инженеры НАСА используют метод путешествия, называемый переходной орбитой Хомана — или орбитой с минимальной передачей энергии — для отправки космического корабля с Земли на Марс с наименьшим количеством топлива. Методика была впервые предложена Вальтером Хоманном, опубликовавшим первое описание маневра в 1925 году.

Вместо того, чтобы направлять свою ракету прямо на Марс, вы увеличиваете орбиту своего космического корабля так, чтобы он двигался по большей орбите вокруг Солнца, чем Земля.В конце концов, эта орбита пересечет орбиту Марса — в тот самый момент, когда Марс тоже будет там .

Если вам нужно запускать с меньшим количеством топлива, вам просто нужно больше времени, чтобы поднять орбиту и увеличить время полета к Марсу.

Другие идеи по сокращению времени полета на Марс:

Хотя требуется некоторое терпение, чтобы дождаться, пока космический корабль пролетит 250 дней, чтобы достичь Марса, нам может потребоваться совершенно другой метод движения, если мы отправляем людей. Космос — враждебное место, и излучение межпланетного пространства может представлять долгосрочную опасность для здоровья космонавтов.Фоновые космические лучи создают постоянный поток вызывающей рак радиации, но существует больший риск массивных солнечных бурь, которые могут убить незащищенных астронавтов за несколько часов. Если вы можете сократить время в пути, вы сократите время, в течение которого космонавты будут подвергаться воздействию радиации, и минимизируете количество припасов, которые им нужно нести для обратного пути.

Go Nuclear:
Одна из идей — это ядерных ракет , которые нагревают рабочую жидкость — например, водород — до высоких температур в ядерном реакторе, а затем выбрасывают ее из сопла ракеты на высоких скоростях для создания тяги.Поскольку ядерное топливо гораздо более энергоемкое, чем химические ракеты, вы можете получить более высокую скорость тяги с меньшим количеством топлива. Предполагается, что ядерная ракета может сократить время полета примерно до 7 месяцев

Go Magnetic:
Еще одно предложение — это технология под названием Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (или VASIMR). Это электромагнитный двигатель малой тяги, который использует радиоволны для ионизации и нагрева топлива.Это создает ионизированный газ, называемый плазмой, который может магнитным путем выталкиваться из задней части космического корабля с высокими скоростями. Бывший астронавт Франклин Чанг-Диас является пионером в разработке этой технологии, и ожидается, что прототип будет установлен на Международной космической станции, чтобы помочь ей поддерживать высоту над Землей. В полете на Марс ракета VASIMR может сократить время полета до 5 месяцев.

Go Antimatter:
Возможно, одним из самых крайних предложений было бы использование ракеты на антивеществе .Антивещество, созданное в ускорителях частиц, является наиболее плотным топливом, которое вы могли бы использовать. Когда атомы вещества встречаются с атомами антивещества, они превращаются в чистую энергию, как предсказывает знаменитое уравнение Альберта Эйнштейна: E = mc 2 . Всего 10 миллиграммов антивещества потребуется, чтобы отправить человека на Марс всего за 45 дней. Но тогда производство даже этого крошечного количества антивещества будет стоить около 250 миллионов долларов.

Художественная концепция двигательной установки на антивеществе.Предоставлено: NASA / MFSC

Будущие миссии на Марс:

Даже несмотря на то, что были предложены некоторые невероятные технологии, чтобы сократить время полета на Марс, инженеры будут использовать проверенные и проверенные методы отслеживания орбит с минимальной передачей энергии с помощью химических ракет. Миссия НАСА MAVEN будет запущена в 2013 году с использованием этой техники, как и миссии ЕКА ExoMars. Может пройти несколько десятилетий, прежде чем другие методы станут общепринятыми.

Дальнейшие исследования:
Информация о межпланетных орбитах — НАСА
7 минут террора — Проблема приземления на Марс
Предложение НАСА по ядерному ракетному двигателю
Переходные орбиты Хомана — Университет штата Айова
Минимальные переходы и межпланетные орбиты
Новое и улучшенное антивещество Космический корабль для миссий на Марс — NASA
Astronomy Cast Эпизод 84: Путешествие по Солнечной системе

Истории по теме из «Вселенной сегодня»:
Путешествие на Марс всего за 39 дней
Односторонняя миссия на Марс для одного человека
Может ли человеческая миссия на Марс финансироваться из коммерческих источников?
Как MSL отправится на Марс? Очень осторожно
Дешевое решение для полета на Марс?
Почему так много миссий на Марс не удалось?

Эта статья впервые появилась в Universe Today в июле 2012 года, но к ней добавлено видео по теме.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *