Если произойдет что-то ужасное, можно ли будет вернуться на Землю?
Иногда я ловлю себя на том, что смотрю на луну и вспоминаю изменившуюся судьбу нашего долгого путешествия, думаю о тысячах людей, которые работали, чтобы вернуть нас домой.Лишь немногие идеи будоражат наше воображение так сильно, как путешествие за пределы земного притяжения в глубины нашей Вселенной – к планетам и звездам.Я смотрю на Луну и думаю – когда же туда вернутся люди и кто именно? - Том Хэнкс
Вы, как всегда, присылаете мне свои вопросы, и на этой неделе я с удовольствием отвечу на следующий вопрос, который задает Джоан: Может ли миссия Mars One повернуть назад на полпути, если у них возникнут сомнения? Когда они видят, что наша прекрасная голубая планета становится меньше, пока они летят к мертвой и токсичной планете, или когда солнечный ветер и радиация превышают все безопасные пределы.
Представьте себе, что вас выбрали для путешествия на всю жизнь и вы стали одним из первых членов экипажа первой пилотируемой миссии на Марс!
Ни один человек не путешествовал дальше, чем экипаж Аполлона-13, когда они облетели обратную сторону Луны вблизи апогея Луны, достигнув максимального расстояния в 400 171 от поверхности Земли 15 апреля 1970 года.
Но когда состоялся первый пилотируемый полет на другую планету , этот рекорд будет побит всего через несколько дней.
То, как мы используем наши нынешние технологии для достижения других миров, состоит из трех шагов:
Первичный запуск, преодолевающий гравитацию и запускающий космический корабль с достаточно высокой скоростью (порядка нескольких км/с) относительно движения Земли вокруг Солнца.
Корректировка курса, при которой небольшие включения маневровых двигателей ускоряют корабль до оптимальной траектории.
Гравитационная поддержка — это когда мы используем гравитацию других планет, вращающихся вокруг Солнца, чтобы изменять скорость нашего корабля, каждый раз увеличивая или уменьшая ее.
Объединив эти три шага, мы можем достичь любой точки с помощью сегодняшних ракетных технологий, проявив терпение и тщательное планирование.
Сейчас первоначальный запуск — очень сложный этап.
Требуется огромное количество ресурсов, чтобы преодолеть гравитацию Земли, разогнать значительную массу до космической скорости и поднять ее через атмосферу Земли.
Все это должно происходить одновременно, поэтому мы мечтаем о космическом лифте, с помощью которого однажды мы сможем легко и надежно избежать траты такого количества энергии и топлива, просто поднявшись над атмосферой.
Но пока это не станет реальностью, у нас останутся только ракеты.
И это не так уж сложно — просто это дорого с точки зрения полезной нагрузки, которую нам нужно запустить в космос, если мы хотим достичь другой планеты.
Когда мы говорим о пилотируемой миссии на Марс, мы обсуждаем несколько разных планов.
Самый оптимальный вариант для полета в один конец, который, если вам интересно, минимизирует время полета и количество необходимой энергии, предполагает настройку на желаемое время запуска.
Каждые 780 дней открывается окно запуска примерно на два месяца, когда Земля догонит Марс на своей орбите, и тогда время полета до Марса составит около 243 дней — 8 с половиной месяцев.
Сложность в том, что по пути туда вы движетесь на огромных скоростях, и у вас с собой не хватает топлива для корректировки траектории.
Почему нет? Потому что каждый лишний килограмм груза увеличивает стоимость запуска ракеты и уменьшает количество полезного пространства на корабле для хранения еды, воды и других припасов.
В результате остается меньше места для ошибок.
Если бы печально известная миссия «Аполлон-13» не планировала приземлиться на Луну, подняться, присоединиться к командному модулю и вернуться на Землю, у них не было бы достаточно топлива, чтобы скорректировать курс и вернуться домой.
Если вы летите на Марс и вдруг решили вернуться на Землю, то использовать имеющееся на борту топливо для изменения курса и возвращения домой просто не получится: это слишком дорого с точки зрения топлива.
Другими словами, Джоан, чтобы ответить на один из ваших вопросов, если вас убьет радиация - то, о чем в принципе имеет смысл беспокоиться, поскольку люди никогда не проводили столько времени вне защитного магнитного поля Земли - ты просто умрешь.
Но если бы у вас не было недостатка во времени, у вас было бы достаточно еды, воды и припасов, чтобы выжить, а также топлива для полета на Марс, у вас был бы шанс вернуться домой.
Это может иметь жизненно важное значение для той миссии, о которой вы говорите — «Марс-1», поскольку в настоящее время она запланирована как миссия-самоубийца.
Когда вы летите с внутренней планеты (Земли) на внешнюю планету (Марс), вам необходимо придерживаться траектории Гомана (эллиптическая орбита, используемая для перехода между двумя другими орбитами, обычно в той же плоскости).
Проще говоря, вам нужно увеличить скорость до нужной величины в нужный момент, чтобы увеличить расстояние от Солнца, одновременно достигая предельной скорости для встречи с планетой, к которой вы направляетесь.
Если вы приземлитесь, вам нужно будет снова изменить скорость, чтобы начать спуск в атмосферу планеты, и именно это мы планируем сделать при посадке на Марс.
Мы уже сделали это успешно несколько раз!
Но что, если нам придется отменить миссию и вернуться домой? Есть фантастический эффект, о котором я уже упоминал: использование гравитации планеты для изменения траектории корабля.
То есть менять и направление, и скорость полета! Вы вспомните об энергосбережении и задумаетесь, как это возможно.
Ведь на любое действие есть равное противодействие, так как же заставить корабль и планету взаимодействовать так, чтобы наш корабль изменил скорость? Ответ в том, что у нас есть третье тело – Солнце!
Когда планета вращается вокруг Солнца, в этой системе присутствует много энергии, гравитационной и кинетической.
Когда во взаимодействии участвует третье тело, оно может получать энергию, украв ее у системы Солнце-планета, или терять энергию, отдавая ее системе Солнце-планета.
Количество энергии, используемой двигателями корабля, обычно не превышает 20% энергии, получаемой или выделяемой при взаимодействии!
Именно так космический корабль НАСА «Мессенджер» вышел на орбиту вокруг Меркурия, отдавая много энергии при гравитационных контактах, и именно так «Вояджеры» и «Пионеры» оказались на пути из Солнечной системы!
Поэтому, если вы решите повернуть обратно на Марс, ваш единственный реальный шанс, учитывая количество топлива, которое может нести корабль, — это использовать гравитацию Красной планеты, чтобы повернуть к Земле.
В результате путешествие продлится от 400 до 450 дней.
Поскольку между планетами нет инфраструктуры, это ваш лучший шанс.
И хотя это не совсем тот ответ, которого вы хотели, это тот ответ, который позволяют законы гравитации вкупе с ограничениями технологий.
Чтобы подбодрить вас, скажу, что максимальная безопасная доза радиации за всю жизнь для космонавта исчисляется в 1 зиверт, и даже путешествие продолжительностью в 450 дней, вплоть до Марса и обратно, обеспечит вам всего 0,66. зиверт. Так что вряд ли это будет ограничением, но до тех пор, пока планировщики пилотируемых полетов на Марс серьезно не отнесутся к вопросу долгосрочного выживания, вы не найдете меня среди желающих.
Год в пустыне Аризоны — мое самое близкое приближение к мечте о путешествии на Марс!
Это, кстати, не Аризона, а Марс.
Но как их отличить? Если вы примете решение достаточно рано, еще до того, как запустите двигатели и покинете орбиту вокруг Земли, вы сможете просто облететь эллипс и вернуться домой.
Это будет идеальный вариант, если во время взлета что-то пойдет не так.
Если вы хотите использовать гравитацию Земли, у вас будет несколько шансов сделать это, прежде чем закроется последнее окно возможностей.
Но если вы сильно промедлите, вы пролетите гораздо дальше, прежде чем у вас появится хоть какая-то надежда вернуться.
Спасибо за отличный вопрос, Джоан.
Если в следующий раз вам понадобятся ответы на свои вопросы, пришлите их мне! Теги: #Популярная наука #Космонавтика #Марс-один #спроси Итана #полет на Марс #межпланетные полеты #Марс-один
-
Блоги Для Владельцев Бизнеса
19 Oct, 24 -
Сервис, Который Не Менялся 20 Лет
19 Oct, 24 -
«Глупые» Часы На Fpga
19 Oct, 24