Содержание
Ученые проводят много исследований, касающихся 4 планеты Солнечной системы. К вопросам, которые интересуют ученых, относится расстояние до Марса.
Сложности вычислений расстояния от Земли
Отдаленность Земли от других объектов в космосе измеряется:
- в астрономических единицах;
- в световых годах;
- в парсеках.
Астрономическая единица (а.е.) — это среднее расстояние между 3 планетой Солнечной системы и Солнцем. Это значение равно 149,6 млн км и применяется оно только для измерения расстояний в пределах Солнечной системы.
Световой год рассчитывается как расстояние, которое преодолевает свет за 1 год (9,460 трлн километров), а парсек составляет 3,26 световых лет. Обе астрономические единицы измерения применяются для расчетов в масштабах Вселенной.
Для вычисления расстояния между Марсом и Землей определяют, где располагаются оба небесных тела.
Но есть несколько факторов, осложняющих эти вычисления:
- Небесные тела движутся по орбитам, имеющим не круглую, а эллиптическую форму.
- Скорость Марса меньше скорости Земли.
- Солнце не является центром орбит.
Это значит, что в разных точках небесные тела будут удалены друг от друга на различные дистанции, т. е. удаленность Земли от Красной планеты не относится к постоянным величинам.
Метод параллакс для измерения расстояния до Марса
Важный способ вычисления космических расстояний — применение метода параллакса, который заключается в следующем:
- На Земле берется 2 точки (желательно, чтобы они находились как можно дальше друг от друга). Отрезок, который их соединяет, называется базисом.
- Звезда, планета или другое небесное тело, расстояние до которого вычисляют, является 3 точкой, образуя вершину абстрактного треугольника.
- Далее вычисляется значение угла с вершиной в 3 точке, т. е. противолежащего базису угла, который называется горизонтальным параллаксом.
- Затем при помощи тригонометрических формул делаются расчеты, позволяющие установить расстояние до астрономических объектов.
Впервые такой способ был применен в XVII в. Джованни Доменико Кассини.
__600x372.jpg)
Орбита Марса и удаленность в разных точках
Т. к. однозначно вычислить точную дистанцию между Землей и Марсом нельзя, то в астрономии принято говорить о максимальном, минимальном и среднем значении.
Наименьшая удаленность 2 планет Солнечной системы друг от друга равняется 54,55 млн км. Сближение происходит тогда, когда Земля находится в самой дальней точке от Солнца, а Марс — в самой ближней точке к этой звезде. Однако за последние 50000 лет наиболее близко (на 56 млн км) Марс подходил к Земле в 2003 г.
Средняя дистанция между 2 астрономическими объектами составляет 225 млн км. Такое число получается путем вычислений между наибольшей и наименьшей отдаленностью Земли и Марса.
Максимальная дистанция между Землей и Марсом образуется тогда, когда оба небесных тела расположены по разные стороны от Солнца (значение составляет 401,3 млн км).
Расстояние от Марса до Солнца
4-ой по удаленности планетой Солнечной системы является Марс. Расстояние от него до Солнца не относится к постоянным величинам. Из-за своей орбиты в форме эллипса небесное тело то приближается, то отдаляется от Солнца, поэтому и дистанция между 2 космическими объектами постоянно изменяется.
Например, максимальное расстояние, равное 249 млн км, наблюдается, когда Марс расположен в афелии, т. е. в самой дальней точке от звезды. Если Марс находится в перигелии, в ближайшей точке к Солнцу, то расстояние между космическими объектами равно 206 млн км.
Сколько лететь до Марса от Земли
Сейчас Красная планета изучается с различных точек зрения в качестве:
- возможного источника природных ресурсов и полезных ископаемых;
- территории для переселения с Земли;
- направления в туризме.
Для каждого пункта важно время полета человека до Марса. Продолжительность полета зависит от того, в каких точках находится каждая из планет. Наиболее коротким считается путь по прямой линии, когда небесные тела максимально приближены друг к другу: среднее время полета займет 39 суток и 5 часов.
Однако в реальности осуществить такой полет невозможно, т. к.:
- Марс и Земля постоянно движутся, перемещаясь по эллиптическим орбитам разного размера.
- Гравитационное притяжение Солнца оказывает влияние на небесные тела.
Поэтому ученые спроектировали 3 траектории полета до Красной планеты: параболическая, гомановская (эллиптическая) и гиперболическая.
__600x393.jpg)
Эллиптическая траектория считается простейшей траекторией, полет по которой требует минимальных топливных затрат. Такой маршрут впервые был предложен в 1925 г. Гомановская траектория имеет форму эллиптической орбиты, по которой летательный аппарат может переходить между 2 другими орбитами. Ориентировочное время в пути — 150-260 суток, в зависимости от начальной скорости летательного аппарата.
Для полета к Красной планете по параболической траектории начальная скорость космического корабля должна достигать 16,7 км/с, что равняется третьей космической скорости. В этом случае расчетное время полета составляет 70 суток. Маршрут строится по половинному отрезку параболы.
Гиперболическая траектория предполагает, что космический корабль сначала пролетит мимо Марса, а потом поменяет направление движения под влиянием гравитационного поля Красной планеты. Сложность выполнения такого маршрута заключается в том, что скорость летательного аппарата должна превышать 16,7 км/с.
В современных ракетах применяются химические двигатели, не способные развивать такие скорости. Для этого необходимы ионные двигатели, которые ученые активно разрабатывают. Общее время полета по гиперболической траектории варьируется от 1 до 1,5 месяцев.
Таким образом, выбор траектории полета на Марс зависит от нескольких факторов: тип двигателя космического корабля; необходимое (оптимальное) время полета; удаленность Марса от Земли.
За все время освоения космического пространства к Марсу было отправлено около 50 миссий автоматических зондов. Сейчас разрабатываются программы по пилотируемому полету на Красную планету.
Загрузка...
