Bay vào vũ trụ và khám phá những thế giới xa xôi luôn khiến loài người quan tâm. Trên bầu trời họ điều hướng và tìm kiếm các vị thần trong đó.
Nhân loại càng phát triển, càng có nhiều kiến thức và sự quan tâm đến không gian tiếp tục phát triển. Đã đến thăm Mặt trăng, con người, dĩ nhiên, muốn đến thăm hành tinh có đặc điểm gần nhất với Trái đất - Sao Hỏa. Và sự phát triển khoa học - từ xe ngựa đến máy va chạm hadron - trong 150 năm qua khiến mọi người suy nghĩ nghiêm túc về sự thuộc địa của các thế giới khác.
Tại sao bay lên sao Hỏa?
Hành tinh đỏ là đối tượng nghiên cứu rõ ràng nhất cho các nhà khoa học. Mục tiêu chính của chuyến đi là tìm kiếm sự sống ngoài trái đất, nghiên cứu sâu hơn về hành tinh và lịch sử của nó, chuẩn bị tiếp tục thực dân hóa và phát triển các công nghệ cần thiết.
Dù có hay không có nơi nào khác ngoài Trái đất, sự sống là một trong những vấn đề chính của loài người. Sao Hỏa là một nơi lý tưởng để bắt đầu tìm kiếm, vì nó giống với Trái đất nhất.
Nghiên cứu địa chất của Sao Hỏa, trên bề mặt của nó, sẽ giúp hiểu rõ hơn về lịch sử của hành tinh. Trong khi Trái đất phát triển và hình thành, Sao Hỏa đã trải qua những thay đổi khí hậu nghiêm trọng và thảm họa. Do đó, hiểu về sao Hỏa, chúng ta hiểu rõ hơn về Trái đất.
Du hành đến Hành tinh Đỏ sẽ cung cấp sự hiểu biết cần thiết về tác động của không gian và du lịch liên hành tinh đối với con người. Đây sẽ là một trong những bước quan trọng nhất trong lịch sử nhân loại.
Bao nhiêu ánh sáng bay đến sao Hỏa?
Khi các hành tinh liên tục xoay quanh Mặt trời, khoảng cách của Sao Hỏa đến ngôi sao và Trái đất luôn thay đổi. Theo đó, ánh sáng được gửi từ một điểm cụ thể đến hành tinh vào các thời điểm khác nhau sẽ nhận được một lượng thời gian khác nhau.
Đầu tiên, chúng ta hãy tìm hiểu xem có bao nhiêu ánh sáng được gửi từ Trái đất tới. Khoảng cách giữa các hành tinh khác nhau trong phạm vi từ 55 đến 400 triệu km. Ở khoảng cách tối thiểu, ánh sáng, có tốc độ 299.792 km / giây, đến Trái đất từ Sao Hỏa trong 3 phút, tối đa - trong 22 phút.
Khoảng cách giữa Sao Hỏa và Mặt Trời là 227.990 triệu km. Ánh sáng từ ngôi sao tới hành tinh đỏ trong khoảng 12 phút 40 giây.
Có bao nhiêu người bay lên sao Hỏa?
Mặc dù thực tế là một bàn chân con người chưa đặt chân lên Sao Hỏa, các nhà khoa học từ lâu đã quan tâm đến hành tinh này và từ năm 1964 bắt đầu gửi nhiều thiết bị và thiết bị khác nhau để nghiên cứu chi tiết hơn về Hành tinh Đỏ.
Nhiệm vụ đầu tiên để nghiên cứu Sao Hỏa được thực hiện vào năm 1964, khi Hoa Kỳ gửi một bộ máy có tên Mariner-4 lên quỹ đạo của một hành tinh xa xôi. Bộ máy đã bay 228 ngày. Ông đã cung cấp cho các nhà khoa học 21 bức ảnh.
Mariner-6 được gửi lên sao Hỏa vào năm 1969. Chuyến bay đến quỹ đạo của Hành tinh Đỏ kéo dài 155 ngày. Kết quả của nhiệm vụ này, các nhà khoa học đã thu được dữ liệu về khí quyển và nhiệt độ bề mặt.
Mariner-7 đã được xuất xưởng cùng năm, hoạt động như một dự phòng. Anh ấy đi đường 128 ngày.
Mariner-9 được gửi vào năm 1971, anh đến Sao Hỏa 168 ngày. Thiết bị này trở thành vệ tinh nhân tạo đầu tiên của hành tinh, vì sự tồn tại ngắn ngủi của nó (cho đến tháng 10 năm 1972), ông đã tạo ra một bản đồ bề mặt Sao Hỏa.
Viking-1 là thiết bị đầu tiên có nhiệm vụ đáp xuống bề mặt. Anh ấy đã nhận được 304 ngày.
Viking-2 có 333 ngày và nhiệm vụ chính là tìm kiếm sự sống. Với sự giúp đỡ của thiết bị, hơn 16 nghìn bức ảnh đã được chụp. Hình ảnh là màu sắc, mang lại một cái nhìn hoàn toàn mới về Sao Hỏa.
Mars Pathfinder, ra mắt năm 1996, đã tới Hành tinh Đỏ trong 183 ngày. Các thiết bị nghiên cứu đất địa phương.
Mars Express là một trạm không gian của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Cô ấy đang trên đường 201 ngày.
Tàu thám hiểm sao Hỏa là tàu trinh sát đầu tiên được gửi vào năm 2005 để tìm một nơi mà thực dân đầu tiên có thể hạ cánh. Con đường đã đi 210 ngày.
Maven, được gửi vào năm 2013, đã nghiên cứu bầu khí quyển của hành tinh và đến đó. 307 ngày.
Liên Xô đã không may mắn với nghiên cứu về Sao Hỏa, đã có nhiều vụ phóng và hỏng hóc không thành công trong suốt chuyến bay.Với Venus, nó trở nên thành công hơn nhiều. Đây là dữ liệu: thiết bị Liên Xô Mars-1 đã bay tới Sao Hỏa trong 230 ngày.
Một sự khác biệt đáng kể trong thời gian của các chuyến bay xuất hiện do vị trí khác nhau của hai hành tinh. Và sự phát triển công nghệ không thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến thời gian di chuyển - phần lớn, thời lượng phụ thuộc vào các tính toán toán học phức tạp bao gồm phân tích quỹ đạo của hai thiên thể.
Có bao nhiêu km bay đến sao Hỏa từ Trái đất?
- Khoảng cách lớn nhất giữa các hành tinh Trái đất và Sao Hỏa có thể là 401 triệu km.
- Khoảng cách trung bình là khoảng 225 triệu km.
- Khoảng cách gần nhất sao Hỏa có thể tiếp cận Trái đất là 54,6 triệu km.
Nếu chúng ta có điều kiện lý tưởng và khả năng phân tán tàu vũ trụ với những người trên tàu với tốc độ của phương tiện nhanh nhất từng được đưa ra bởi nhân loại - thì New New Horizons, có tốc độ đạt được 58 nghìn km / h, sau đó theo một đường thẳng sẽ chỉ mất 39 ngày.
Mất bao lâu để bay lên sao Hỏa với tốc độ của một chiếc máy bay?
Ví dụ, nếu có thể gửi máy bay cho hành trình liên hành tinh, thì với tốc độ trung bình của các máy bay hiện đại 1000 km / h, đường đến Sao Hỏa sẽ mất hơn 22 nghìn ngày.
Đường bay
Cần hiểu rằng hệ mặt trời có một số lượng lớn các điểm hấp dẫn, do đó không thể phóng bất kỳ vật thể nào theo đường thẳng. Cần tránh sự hấp dẫn của Mặt trời, có thể dễ dàng thu hút bất kỳ vật thể nào được phóng từ Trái đất và phá hủy nó. Do đó, một số quỹ đạo nhất định đã được phát triển dọc theo chuyến bay đến Hành tinh Đỏ là có thể. Có một số cách chính để đến Sao Hỏa.
Quỹ đạo Gomanovsky
Phương pháp này bao gồm việc phóng một vật thể về phía thiên thể. Phương pháp này được phát triển bởi kỹ sư người Đức Walter Goman, người đề xuất gửi phương tiện chống lại chuyển động hành tinh. Nhưng quỹ đạo này có một điểm trừ đáng kể - nó đòi hỏi một lượng nhiên liệu lớn để phanh.
Nắm bắt đạn đạo
Chụp đạn đạo là phương pháp thứ hai cung cấp việc phóng các phương tiện trực tiếp vào quỹ đạo của Sao Hỏa, một lần nữa theo hướng chuyển động, và phanh sẽ xảy ra do bầu khí quyển. Phương pháp này đòi hỏi nhiều thời gian hơn để thực hiện.
Quỹ đạo parabol
Một quỹ đạo parabol là con đường khó khăn nhất bởi các yêu cầu kỹ thuật, nhưng sẽ chỉ mất 80 ngày để vượt qua nó. Phương pháp này sẽ yêu cầu tàu vũ trụ tăng tốc lên 16,7 km / s, bằng với vận tốc không gian thứ ba. Việc điều động như vậy sẽ đòi hỏi nhiên liệu gấp 4 lần so với phương pháp đầu tiên, nhưng do thời gian di chuyển giảm mạnh, bạn có thể tiết kiệm được thức ăn và sinh kế của phi hành đoàn.
Nhiệm vụ khứ hồi
Các nhà tổ chức của nhiệm vụ đầu tiên lên Sao Hỏa có một vấn đề rất khó khăn - không chỉ gửi thiết bị ở một nơi nào đó xa mà còn trả lại. Tốc độ của tàu càng lớn, chi phí sẽ được yêu cầu càng ít. Tốc độ tối thiểu cho một hoạt động như vậy được coi là 18 km / s.
Đối với kỹ sư máy bay Robert Zubin đề xuất sử dụng động cơ hạt nhân, đòi hỏi con tàu phải lấy 6 tấn hydro từ Trái đất. Và để quay trở lại - carbon dioxide sẽ được sử dụng, rất dễ tìm thấy trên Sao Hỏa. Nước có thể được phân tách thành oxy và hydro, và sau này có thể được chuyển đổi thành metan. Tất cả các quá trình này sẽ cung cấp nhiên liệu cho các phi hành gia cho chuyến hành trình về nhà.
Trong điều kiện như vậy, hành trình sẽ kéo dài khoảng 9 tháng, trong khi con tàu sẽ phải đi trên quỹ đạo trên Hành tinh Đỏ trong 17 tháng, bởi vì cần phải bắt lại vị trí lý tưởng của hai thiên thể một lần nữa. Có thể mất tới 500 ngày để mang hai hành tinh lại với nhau.
Kết luận sau đây được rút ra từ đây - thời gian đi lại tối thiểu sẽ là 33 tháng. Nhưng đừng quên rằng ở giai đoạn phát triển công nghệ này, các phi hành gia bị tổn hại nghiêm trọng đến sức khỏe khi họ ở trên ISS trong sáu tháng. Vì vậy, đối với hoạt động trên Sao Hỏa sẽ đòi hỏi một mức độ hoàn toàn khác.
Cần bao nhiêu nhiên liệu để bay đến sao Hỏa?
Bạn cần hiểu rằng trước khi tính toán nhiên liệu, bạn nên định tuyến chính xác tàu vũ trụ. Sao Hỏa di chuyển xung quanh Mặt trời mọi lúc và các kỹ sư cần tính toán đường bay, nơi hành tinh sẽ đến vào thời điểm đến. Dựa trên điều này, khoảng cách mà con tàu và nhiên liệu sẽ bay được xác định.
Do số lượng sắc thái lớn, bạn chỉ có thể tính toán xấp xỉ dự trữ cần thiết cho động cơ. Kỹ sư Robert Zubrin đã cố gắng tính toán các tùy chọn khác nhau để phóng tàu vũ trụ trong lò phản ứng hạt nhân. Sau khi tiến hành nghiên cứu, ông kết luận rằng trên đường từ Trái đất tới Sao Hỏa, khoảng 6 tấn hydro.
Những mối nguy hiểm chính của việc du hành tới sao Hỏa
Không gian là một nơi vô cùng đẹp, nhưng đồng thời nó vô cùng nguy hiểm đối với các nhà nghiên cứu của nó. Trong khi nền văn minh, trong lịch sử thám hiểm không gian ngắn ngủi của mình, đã học được cách bảo vệ các phi hành gia chỉ trong điều kiện thực hiện các nhiệm vụ tương đối ngắn, như ở Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) hoặc du hành tới Mặt trăng, các nhà khoa học vẫn phải đối mặt với các chuyến bay dài và phức tạp hơn.
Ví dụ, trong một nhiệm vụ tiềm năng tới Sao Hỏa, chương trình đặc biệt của NASA đã thấy trước năm mối nguy hiểm lớn đối với các phi hành gia. Chương trình này nghiên cứu và phát triển các phương pháp và thiết bị bảo vệ mới nhất có thể bảo vệ du khách liên hành tinh trong tương lai.
Sự bức xạ
Hầu như mọi người đều biết rằng nếu tiếp xúc với quá nhiều phóng xạ, một người có thể gây tổn hại nghiêm trọng đến sức khỏe của họ, nhưng mức độ phóng xạ nguy hiểm mà một người nhận được trên Trái đất không là gì khi so sánh với những gì du khách đầu tiên tới Sao Hỏa phải đối mặt.
Bức xạ vũ trụ nguy hiểm hơn nhiều so với bức xạ mà con người trải qua trên Trái đất. Ngay cả khi ở trên ISS, một người tiếp xúc với bức xạ mạnh hơn trái đất 10 lần, mặc dù Trái đất, nhờ từ trường của nó, hoạt động như một lá chắn trên con đường bức xạ. Điều gì sẽ xảy ra với những người ở ngoài vũ trụ - không ai biết.
Cô lập và kết luận
Không phải tất cả các mối nguy hiểm phát sinh từ các góc khuất của không gian. Tâm lý con người là một cơ chế cực kỳ mong manh. Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng sự cô lập kéo dài dẫn đến sự thay đổi tâm trạng, rối loạn trong nhận thức về môi trường, các vấn đề về tương tác giữa các cá nhân và cũng có thể dẫn đến rối loạn giấc ngủ nghiêm trọng. Theo NASA, một sự thay đổi trong ý thức của mọi người với việc tiếp xúc lâu dài với một căn phòng kín là không thể tránh khỏi. Do đó, việc lựa chọn cho một chuyến đi như vậy nên vô cùng nghiêm ngặt.
Khoảng cách từ trái đất
Nếu các phi hành gia đến Hành tinh Đỏ, họ sẽ ở khoảng cách xa nhất so với Trái đất so với bất kỳ ai khác trước họ. Nếu mặt trăng nằm ở khoảng cách 380 nghìn km so với hành tinh nhà thì sao Hỏa ở khoảng cách 225 triệu km. Và điều này có nghĩa là khi những người thực dân đầu tiên đặt chân lên bãi cát của một thế giới mới xa xôi, họ sẽ phải tự túc hết mức có thể, bởi vì họ không nên mong đợi được giao hàng nhanh từ Trái đất. Bất kỳ tín hiệu sẽ tiếp tục trong khoảng 20 phút. Các nhà khoa học vẫn đang vật lộn với các vấn đề liên quan đến hàng hóa sẽ cần thiết cho những người đầu tiên trong chuyến đi như vậy.
Trường trọng lực
Trên đường tới Sao Hỏa, thực dân sẽ phải đối mặt với ba trường hấp dẫn khác nhau: lực hấp dẫn của Trái đất, sự vắng mặt của hầu hết mọi sự hấp dẫn ngoài vũ trụ và Sao Hỏa. Các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu tác động của những thay đổi như vậy đối với sức khỏe con người.
Môi trường thù địch và không gian hạn chế
Theo các nhà khoa học, chuyến bay của những người thực dân đầu tiên lên sao Hỏa sẽ mất khoảng 6 tháng.Không gian hoàn toàn không dành cho cuộc sống, do đó, cuộc sống của mọi người sẽ phụ thuộc vào điều kiện và chất lượng của con tàu. Do đó, các kỹ sư sẽ phải đạt được sự thoải mái tối đa cho các phi hành gia, cũng như tạo ra các điều kiện liên tục khuyến khích họ tích cực và tích cực.
Sự thật thú vị: Elon Musk, người đang hy vọng thực dân hóa Sao Hỏa, trong một cuộc phỏng vấn mà ông đã đưa ra trong hội nghị TED năm 2015, nói rằng đến cuối đời, ông sẽ kết thúc việc thực dân hóa một hành tinh quyến rũ như vậy. Ông sẽ tạo ra cả một thành phố ở đó. Đối với câu hỏi của người phỏng vấn, tại sao Mặt nạ lại là tất cả? Người sau trả lời: Tôi không cố gắng trở thành vị cứu tinh của nhân loại, tôi chỉ cố gắng nghĩ về tương lai và không bị trầm cảm. Nhớ lại - tất cả những lời hứa của kỹ sư tại hội nghị này đã được thực hiện cho đến nay.
Để kết luận, tôi muốn đưa ra các giả định của nhà khoa học vĩ đại người Nga Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky về các giai đoạn chính của thám hiểm không gian.
Sao Hỏa là hành tinh giống Trái đất nhất trong hệ mặt trời. Một chuyến bay đến nó là có thể ngày hôm nay. Thuộc địa của một hành tinh bí ẩn đang được phát triển và cải thiện. Nếu nền văn minh bắt đầu khám phá các thế giới xa xôi, thì sao Hỏa sẽ là nơi đầu tiên, bất chấp mọi khó khăn mà các kỹ sư và nhà khoa học gặp phải.