Перевірені досвідом рекомендації Українцям Скільки летіти до Марса на ракеті

Скільки летіти до Марса на ракеті

Вчені винайшли спосіб долетіти до Марсу за 45 днів замість одного року

Ми живемо в епоху освоєння космосу, кілька агентств планують відправити астронавтів на Місяць у найближчі роки. За цим у наступне десятиліття відбудуться місії на Марс з екіпажем НАСА та Китаю, до яких незабаром можуть приєднатися інші країни. Про це пише ScienceAlert.

Відео дня

Ці та інші місії, які виведуть астронавтів за межі низької навколоземної орбіти та системи Земля-Місяць, вимагають нових технологій, починаючи від життєзабезпечення та радіаційного захисту до потужності та руху. Тому нові ядерні теплові та ядерні електричні двигуни (NTP/NEP) є головними претендентами на місце у новій ракеті, що полетить на Марс.

NASA та радянська космічна програма десятиліттями досліджували ядерний двигун під час космічної гонки. А кілька років тому NASA відновило свою ядерну програму з метою розробки бімодального ядерного двигуна – двокомпонентної системи, що складається з елементів NTP і NEP, яка могла б забезпечити транзит до Марса за 100 днів.

У рамках програми NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) на 2023 рік, агенство вибрало ядерну концепцію для першої фази розробки. Цей новий клас бімодальних ядерних силових установок використовує “цикл обертання хвильового ротора” і може скоротити час транзиту до Марса лише до 45 днів.

Проєкт під назвою “Бімодальний NTP/NEP із циклом закриття хвильового ротора” висунув професор Раян Госсе, керівник програми Hypersonics в Університеті Флориди та член команди Флоридських прикладних досліджень в інженерії (FLARE).

Пропозиція вченого є однією з 14, відібраних NAIC цього року для першої фази розробки, яка включає грант у розмірі 12 500 доларів США на допомогу у вдосконаленні технології та методів. Інші пропозиції включали інноваційні датчики, інструменти, технології виробництва, системи живлення тощо.

Ядерний двигун по суті зводиться до двох концепцій, обидві з яких спираються на технології, які були ретельно перевірені та протестовані.

  • Для ядерно-теплового двигуна (NTP) цикл складається з ядерного реактора, який нагріває рідкий водень (LH2), перетворюючи його на іонізований водень (плазму), який потім направляється через сопла для створення тяги.
  • Атомно-електричний двигун (NEP), з іншого боку, покладається на ядерний реактор для забезпечення електроенергією двигуна на ефекті Холла (іонний двигун), який генерує електромагнітне поле, яке іонізує та прискорює інертний газ (наприклад, ксенон) для створення тяга. Спроби розробити цю технологію включають проєкт Прометей Ініціативи ядерних систем НАСА (NSI) (2003-2005).

Обидві системи мають значні переваги перед звичайним хімічним двигуном, включаючи вищий показник питомого імпульсу (Isp), паливну ефективність і практично необмежену щільність енергії. Хоча концепції NEP відрізняються тим, що забезпечують більше 10 000 секунд Isp, тобто вони можуть підтримувати тягу близько трьох годин, рівень тяги досить низький порівняно зі звичайними ракетами та NTP.

За словами Госсе, потреба в джерелі електроенергії також піднімає проблему відведення тепла в космосі, де за ідеальних умов перетворення теплової енергії становить 30-40%.

І хоча конструкції NTP NERVA є кращим методом для місій з екіпажем на Марс і за його межі, цей метод також має проблеми із забезпеченням відповідних початкових і кінцевих масових часток для місій з високим дельта-v.

Ось чому перевага надається пропозиціям, які включають обидва методи руху (бімодальний), оскільки вони поєднують переваги обох. Проєкт Госсе передбачає бімодальний дизайн на основі реактора NERVA з твердим сердечником, який забезпечував би питомий імпульс (Isp) 900 секунд, що вдвічі перевищує поточну продуктивність хімічних ракет.

Запропонований Госсе цикл також включає хвилевий нагнітач тиску – або хвильовий ротор (WR) – технологію, що використовується у двигунах внутрішнього згоряння, яка використовує хвилі тиску, створені реакціями, для стиснення всмоктуваного повітря.

У парі з двигуном NTP WR використовуватиме тиск, створюваний нагріванням палива LH2 в реакторі, для подальшого стиснення реакційної маси. Госсе запевнив, що це забезпечить рівень тяги, порівнянний з концептом NTP класу NERVA, але з Isp 1400-2000 секунд. У поєднанні з циклом NEP рівні тяги підвищуються ще більше:

“У поєднанні з циклом NEP робочий цикл Isp можна додатково збільшити (1800-4000 секунд) з мінімальним додаванням сухої маси. Ця бімодальна конструкція забезпечує швидкий транзит для пілотованих місій (45 днів на Марс) і революціонізує дослідження глибокого космосу та нашої Сонячної системи”, – каже вчений.

Завдяки звичайним двигунам місія з екіпажем на Марс може тривати до 3 років. Ці місії запускатимуться кожні 26 місяців, коли Земля та Марс максимально зближуються (так зване протистояння Марса), і витрачатимуть у дорозі щонайменше від 6 до 9 місяців.

Транзит тривалістю 45 днів скоротить загальний час місії до місяців замість років. Це значно зменшить основні ризики, пов’язані з місіями на Марс, включаючи радіаційне опромінення, час перебування в умовах мікрогравітації та пов’язані з цим проблеми зі здоров’ям.

На додаток до двигунів, є пропозиції щодо нових конструкцій реакторів, які б забезпечували стабільне електропостачання для довготривалих наземних місій, де сонячна та вітрова енергія не завжди доступна.

Ці та інші ядерні програми колись дозволять здійснювати місії з екіпажем на Марс та інші місця в глибокому космосі, можливо, раніше, ніж ми думаємо.

Раніше, вчені вловили радіосигнал з далекої галактики, випущений, коли нашому Всесвіту було всього 4,9 мільярда років, який може бути пов’язаний з інопланетною цивілізацією.

Бажаєте отримувати найактуальніші новини про війну та події в Україні – підписуйтесь на наш Телеграм-канал!

Сколько лететь до Марса: расстояние и время полета до Красной планеты

Тайны Красной планеты давно будоражат человечество. За прошедшие столетия наши знания о Марсе заметно расширились, однако соседняя планета все еще остается для нас недосягаемой.

Сегодня мы знаем, что на Красной планете есть вода (пусть и в виде льда), а в ее пустынях и горных долинах периодически бушуют суровые пылевые бури. В последние годы на Марсе удалось обнаружить органические вещества. Это, конечно, не может напрямую говорить о том, что когда-то соседняя планета была обитаема, но все же подстегивает развитие самых разнообразных теорий на этот счет.

Кроме того, наличие на планете воды и атмосферы делает ее гипотетически пригодной для освоения человеком. Между тем есть ряд проблем, связанных с отправкой людей на Марс, и одна из главных – это расстояние.

Сколько лететь до Марса? Ответить на этот вопрос можно, как назвав расстояние между планетами, так и определив время, которое придется потратить на его преодоление.

Стоит понимать, что удаленность Земли и Марса друг от друга – величина не постоянная. Обе планеты вращаются вокруг Солнца, и лишь раз в 26 месяцев соседняя планета оказывается ближе всего к нашей – такое состояние называется противостоянием. Кроме того, раз в 15-17 лет происходит так называемое великое противостояние, и именно в эти моменты расстояние между планетами оказывается минимальным. Впрочем, небольшим его все равно не назовешь – около 55,76 млн километров. Хотя это уже заметно лучше максимального расстояния, которое составляет более 401 млн километров. Поэтому ориентироваться будем все-таки на минимум. Также стоит учитывать, что во время полета планеты не будут стоять на месте, а продолжат удаляться друг от друга.

Итак, сколько же времени займет полет до Марса? Ответ зависит от того, какой транспорт предпочесть для далекого космического путешествия.

Лучшим выбором, очевидно, станет космический корабль. В таком случае, в зависимости от траектории, полет до Красной планеты займет порядка 250-300 дней. И это только дорога туда, так что копить отпуск для полетов на Марс на современном космическом корабле придется очень долго: учитывая тот факт, что Земля и Марс сближаются раз в два с половиной года, ехать домой придется либо гораздо дольше, либо сильно позже, чем через пару недель.

Необитаемые космические корабли могли бы добраться до Марса быстрее. К примеру, автоматическая межпланетная станция New Horizons, которая покинула окрестности Земли с самой большой из всех космических аппаратов скоростью 16,26 км/с, могла бы долететь до Марса примерно за месяц-полтора.

А сколько времени заняло бы преодоление расстояния до Марса пешком или на более привычном для землян транспорте?

Средняя скорость пешехода, как считается, составляет около 4 км/ч. В таком случае пешее путешествие на Марс, если бы оно было возможно, заняло бы почти 1600 лет. И это только ходьба, без привалов и передышек.

На автомобиле, который едет со скоростью 100 км/ч, поездка до Красной планеты заняла бы 63-64 года – довольно много, но по сравнению с пешей прогулкой уже заметный прогресс.

Авиалайнер, летящий на скорости 900 км/ч, смог бы добраться до Марса еще быстрее – за 6-7 лет (если лететь по прямой, по реальной же траектории – до 10 лет). Правда, в случае с самолетом и машиной встает вопрос о дозаправке и отдыхе экипажа – пока по дороге на Марс ни заправок, ни пунктов отдыха не предусмотрено. Как, впрочем, нет и самолетов или машин, способных доставлять человека к другим планетам.

Итак, именно огромное расстояние, которое обуславливает большое время перелета даже на космическом корабле, остается серьезным препятствием для освоения соседней планеты. Однако даже если расстояние перестанет быть преградой, останется множество вопросов. Как приземляться на Марс? Какие космические корабли будут нужны, чтобы доставлять на соседнюю планету грузы? Как построить космическую станцию на другой планете? Комфортно ли будет жить в условиях искусственной атмосферы, которую придется поддерживать на Марсе и по дороге до него?

Несмотря на все сложности, освоение Марса активно ведется с 1960-х годов, за это время на поверхность планеты высадились в общей сложности 16 марсоходов. Чуть больше 50 лет назад, 2 декабря 1971 года на поверхность Марса опустился космический аппарат. “Марс-3”. Это была первая в мире и пока, к сожалению, единственная в истории советско-российской космонавтики мягкая посадка спускаемого аппарата на Красную планету. Однако были и другие отечественные проекты по освоению Марса.

Интересные новости с соседней планеты приходят и в наши дни. Не так давно ученым, к примеру, удалось впервые получить звуки, записанные на Марсе. Пятичасовая запись звуков марсианского ветра была сделана микрофоном, установленным на борту марсохода Perseverance.

Related Post

Гриби для початківцівГриби для початківців

Зміст:1 Як збирати гриби правильно: поради любителям тихого полювання1.1 Гриби – найпопулярніший продукт харчування у всьому світі. Керівництво для початківців по полюванню за грибами, тому що кожен збирач грибів має

Скільки вуглеводів у котлет із куркиСкільки вуглеводів у котлет із курки

Зміст:1 Страва на кожен день. Рублені котлети з курки від Євгена Клопотенка1.1 Поради з приготування курячих рублених котлет1.1.1 Ідеальні котлети з курячого фаршу за рецептом Євгена Клопотенка1.1.2 З гарніром із

Як застосовувати свічки борова маткаЯк застосовувати свічки борова матка

Зміст:1 Борова матка1.0.1 Склад1.0.2 Фармакологічна дія1.1 Регіони поширення1.2 Ботанічні характеристики борової матки1.3 Заготівля сировини матки борової1.4 Особливості збору1.5 Борова матка – лікувальні властивості1.6 Застосування борової матки в медицині1.7 Користь матки