Расстояние от земли до сатурна в км – № 993. Наименьшее расстояние от Земли до Сатурна 1,2 Тм. Через какой минимальный промежуток времени может быть получена ответная информация с космического корабля

Сколько лететь до Марса?

Сколько лететь до Марса знает каждый, кто даже не очень силен в астрономии, – долго. Однако в мире профессиональных космических полетов многое зависит от того, какова миссия полета, какой аппарат летит: пилотируемый или просто зонд и прочих факторов.

Классические показатели полета на Марс:

Расстояние от Земли до Марса

  • Лететь до Марса минимум сто пятнадцать дней (используя текущие технологии). Долететь до Марса со скоростью света можно минимум за 3 минуты (182 секунды)
  • Придется преодолеть пятьдесят пять миллионов километров.
  • Со скоростью полета все еще сложнее, ведь пока что самый продвинутый космический корабль не умеет летать быстрее двадцати тысяч километров в час.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Марс

Однако все по порядку! Выясним, так ли правдоподобны базовые параметры, указанные нами выше. Узнаем сколько лететь до Марса по времени, расстоянию, и с какой скоростью можно долететь до Марса. И что делается, дабы ускорить полет, сделать его экономичнее и безопаснее.

Почему же так долго?

В первую очередь надо уточнить, Марс находится в пятидесяти пяти миллионах километрах от нашего планетарного дома. Так что даже, если Земля и эта планета перестанут двигаться, то лететь придется сто пятнадцать дней по прямой, поскольку скорость летательных аппаратов пока еще не превышает двадцати тысяч километров в час. В реальности же и Марс, и Земля вращаются вокруг нашего светила. Поэтому нельзя вот так взять и запустить корабль прямиком по адресу постоянной прописки.

Траектория полета продумывается таким образом, чтобы работал принцип опережения. То есть, по сути аппарат летит туда, где Марса пока нет, но к моменту прибытия корабля будет.

Другой проблемой считается топливо. Для полетов требуется просто неимоверное количество топлива. Было бы хорошо иметь бездонный запас. Но пока приходится довольствоваться нынешними возможностями. Если бы в этом препятствий не было, ученые бы разгоняли корабли до огромной скорости до середины пути, а потом сопла бы разворачивались и замедляли судно. В теории все возможно. Вот только тогда придется построить летательный аппарат невероятных размеров с невероятно огромным резервуаром для топлива.

Идеи по ускорению полетов на Марс

Честно сказать, перед инженерами стоит не задача ускорения, а задача экономии топлива. Только не стоит думать, что речь идет о здоровье окружающей среды. Все дело в реальной экономии средств.

В NASA сегодня применяют метод Гомановской траектории, заключающийся в разработке способа, приводящего к существенной экономии топлива. Метод был разработан господином Гоманом еще в 1925. Он заключается в доставке кораблей не непосредственно к красной планете, а на орбиту Солнца. В определенное время эта орбита пересечется с марсианской, в результате чего корабль тут же окажется привязанным уже к Марсу.

Казалось бы, так все просто. Но на самом деле, за такими манипуляциями скрывается очень серьезная работа по точным расчетам.

Правда, есть еще один вариант. Попробовать метод баллистического захвата, когда происходит запуск космического аппарата по орбите Марса навстречу планете. Красная планета при приближении собственной гравитацией захватывает корабль, в результате чего существенно экономится топливо. Но не время, которого требуется гораздо больше обычного.

Разработка

От C-1 к C-4

С 1960 по начало 1962 гг. в Центре космических полётов им. Джорджа Маршалла НАСА рассматривались проекты ракет-носителей серии «Сатурн C» (Сатурн C-1, C-2, C-3, C-4) для осуществления (кроме «Сатурн C-1», предназначенной только для полётов на околоземную орбиту; проект «Сатурн C-1» был реализован впоследствии в ракете-носителе «Сатурн-1») пилотируемого полёта на Луну[4].

Ракеты-носители, разрабатывавшиеся по проектам C-2, C-3 и C-4, предполагалось использовать для сборки на орбите Земли лунного корабля, после чего он должен был выйти на траекторию к Луне, прилуниться и взлететь с Луны. Масса такого корабля на околоземной орбите должна была составлять, по разным проектам, от примерно 140 до более чем 300 тонн.

«Сатурн С-2» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой в 21,5 тонны, по этому проекту предполагалось собрать корабль для полёта на Луну за пятнадцать пусков[5].

По проекту «Сатурн C-3» предусматривалось создание трёхступенчатой ракеты-носителя, на первой ступени которой должны были быть установлены два двигателя F-1, на второй — четыре двигателя J-2, а третья ступень представляла собой вторую ступень ракеты-носителя «Сатурн-1» — S-IV. «Сатурн C-3» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 36,3 тонны, и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за четыре или пять пусков[6].

«Сатурн C-4» также должна была быть трёхступенчатой ракетой, первая ступень которой должна была иметь четыре двигателя F-1, вторая ступень была той же, что и на C-3, и третьей ступенью была S-IVB — увеличенный вариант ступени S-IV. «Сатурн C-4» должна была выводить на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 99 тонн и по этому проекту лунный корабль должен был быть собран за два запуска[7].

C-5

10 января 1962 года НАСА опубликовала планы строительства ракеты-носителя «Сатурн C-5». На первой её ступени должны были быть установлены пять двигателей F-1, на второй ступени — пять двигателей J-2, и на третьей — один J-2[8]. С-5 должна была выводить на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 тонн.

В начале 1963 года НАСА окончательно выбрала схему пилотируемой экспедиции на Луну (основной корабль остаётся на орбите Луны, посадку же на неё совершает специальный лунный модуль) и дало ракете-носителю «Сатурн C-5» новое имя — «Сатурн-5».

Перспективные виды топлива

Применение ядерных ракет

Ядерные ракеты, конечно, неплохая перспектива. Их работа может осуществляться за счет разогрева сжиженного типа топлива, к примеру, водорода. После теплового процесса нужно будет на огромной скорости произвести выброс этого топлива из сопла. И это создаст необходимую тягу. В теории, такой вид топлива сможет сократить время полета до семи земных месяцев.

Применение магнетизма

Другой вариант ускориться – использовать возможности магнитно-плазматической ракеты с переменным импульсом. Движение аппарата будет происходить за счет электромагнетического прибора, где при помощи радиоволны разогревается и ионизируется топливо. Так создается ионизированный газ или иначе – плазма, которая и впоследствии разгоняет корабли. И работа над таким прибором уже идет. Его в дальнейшем собираются смонтировать на МКС для поддержания станции на орбите. И если с испытанием прибора все пройдет гладко, он поможет сократить дорогу на Марс уже до пяти месяцев.

Антиматерия

Применение свойств антиматерии, наверное, наиболее экстремальная теория. Для получения антиматерии необходимо задействовать ускоритель частиц. Поскольку, когда частицы антиматерии и материи сталкиваются, случается невообразимо сильный выброс колоссальной энергии (по Эйнштейну), скорость корабля увеличится настолько, что достичь красной планеты удастся всего за сорок пять дней. А на это понадобиться около десяти миллиграммов антиматерии. Вот только производство столь малого количества обойдется в двести пятьдесят миллионов долларов.

Сегодня ученые работают не только над этими, но и над другими очень интересными и перспективными проектами, которые помогут отвоевать у времени несколько месяцев.

Технические данные

Ступени

«Сатурн-5» состояла из трёх ступеней: S-IC — первая ступень, S-II — вторая и S-IVB — третья. Все три ступени использовали жидкий кислород как окислитель. Горючим в первой ступени был керосин, а во второй и третьей — жидкий водород

Первая ступень, S-IC

Основная статья: S-IC

S-IC производилась . На ступени было установлено пять кислородно-керосиновых двигателей F-1, суммарная тяга которых была более 34 000 . Первая ступень работала около 160 секунд, разгоняла последующие ступени и полезную нагрузку до скорости около 2,7 км/с (в инерциальной системе отсчёта; 2,3 км/с относительно земли), и отделялась на высоте около 70 километров[9]. После разделения ступень поднималась до высоты около 100 км, затем падала в океан. Один из пяти двигателей был зафиксирован в центре ступени, четыре других симметрично расположены по краям под обтекателями и могли поворачиваться для управления вектором тяги. В полёте центральный двигатель выключался раньше, чтобы уменьшить перегрузки. Диаметр первой ступени 10 метров (без обтекателей и аэродинамических стабилизаторов), высота 42 метра.

Вторая ступень, S-II

Основная статья: S-II

S-II производилась . Ступень использовала пять кислородно-водородных двигателей J-2, общая тяга которых составляла около 5100 . Как и на первой ступени, один двигатель был в центре и на внешнем круге четыре остальных, которые могли поворачиваться для управления вектором тяги. Высота второй ступени 24,9 метра, диаметр 10 метров, как и у первой ступени. Вторая ступень работала приблизительно 6 минут, разгоняя ракету-носитель до скорости 6,84 км/с и выводя её на высоту 185 км[10].

Третья ступень, S-IVB

Основная статья: S-IVB

S-IVB производилась (с 1967 года — ). На ступени был установлен один двигатель J-2, который использовал жидкий кислород в качестве окислителя и жидкий водород в качестве горючего (аналогично второй ступени S-II). Ступень развивала тягу более 1000 . Размеры ступени: высота 17,85 метра, диаметр 6,6 метра. Во время полётов на Луну ступень включалась дважды, первый раз на 2,5 минуты для довыведения «Аполлона» на околоземную орбиту и во второй раз — для вывода «Аполлона» на траекторию к Луне.

А на Марсе мы уже были

Первым на Марсе побывал насовский Mariner 4. Его запустили в 1964, а прибыл он на красную планету уже в 1965. За время полета аппарат сделал двадцать одну фотографию. Чтобы добраться до Марса Маринеру 4 понадобилось двести двадцать восемь дней.

Другой корабль – Mariner 6 – отправился к планете в 1969 в феврале, а оказался у Марса уже в июле. Ему понадобится сто пятьдесят шесть дней.

Еще быстрей оказался Mariner 7, долетевший до планеты за сто тридцать один день.

Был еще и Mariner 9, который успешно вышел на марсианскую орбиту в 1971. В полете до точки прибытия корабль находился сто шестьдесят семь дней.

Вот так и идет изучение Марса. Каждый аппарат, отправленный в планете, в дороге проводит в среднем от ста пятидесяти до трехсот дней. Последний — Curiosity Lander (2012) достиг красной планеты за двести пятьдесят три дня.

Военно-промышленное руководство СССР о Сатурн-5

Этот раздел не завершён.

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

<�В> ЦК КПСС <�…> Максимальный полезный груз, выводимый отечественной ракетой-носителем УР-500 на орбиту ИСЗ, составляет 20 т, в то время как США располагают ракетоносителем «Сатурн-5» с полезным грузом на орбите ИСЗ до 135 т. Наличие у США тяжелого носителя позволило создать уникальную орбитальную станцию «Скайлэб», масса которой вместе с кораблем составляет 91 тонну. Используя ракету-носитель «Сатурн-5», США реализовали программу лунных экспедиций «Аполлон» и добились в области пилотируемых полетов на Луну убедительного превосходства. Помимо престижных задач американская программа «Сатурн-Аполлон» имела сильный политический резонанс и значительно повысила научный и технический потенциал США <�…>

— Л. Смирнов, С. Афанасьев, В. Куликов, М. Келдыш, В. Глушко; 4.11.1974; арх. №13216, л. 192-195[16]

Полет в один конец! Самое интересное впереди!

Компания Mars One намерена направить на Красную планету группу астронавтов не просто в полет по орбите, а для того, чтобы те построили на марсианской земле первую колонию-поселение. Вот только для первопроходцев это путешествие будет в один конец. Они никогда больше не увидят родных, близких, друзей, не поговорят с ними по телефону и даже не смогут использовать Интернет.

Несмотря на устрашающее будущее все же нашлось более двухсот тысяч смельчаков, которые подали заявки на участие в миссии. Проектом было отобрано порядка тысячи пятидесяти восьми претендентов. Из них первые четыре победителя подготовительного этапа отправятся на планету в 2025. Затем, каждые два земных года к ним будут присоединяться и другие марсонавты.

Но все это – лишь общие слова. А что же на самом деле ждет тех, кто отправится в неизведанность? И как изменится мнение каждого из нас, кто хотел до сего момента оказаться на их месте, когда мы узнаем о предстоящих испытаниях?

Программа отработки надёжности[править | править код]

Огневые технологические испытания первой ступени S-IC в сборе с пятью ЖРД F-1 на стенде Космического центра Маршалла. 1967 год.
Особенностью предполётной отработки «Сатурна-5» стал беспрецедентный объём наземных испытаний ракетного комплекса. Один из руководителей Управления пилотируемых полётов НАСА Джордж Эдвин Миллер[en], ответственный по этому вопросу, сделал ставку на наземную стендовую отработку всех ракетных систем и в первую очередь ЖРД. Он наглядно и убедительно показал, что только чёткое разделение отработки на наземные и лётные этапы позволит уложиться в сроки полёта на Луну. Для этого были построены дорогостоящие стендовые сооружения, необходимые для проведения огневых технологических испытаний (ОТИ) как отдельных двигателей F-1 и J-2, так и целиком первых и вторых ступеней ракеты[11][12].

Долгий и совсем не веселый перелет

Компания Mars One рассказала о том, что лететь до красной планеты, скорей всего, придется не менее семи месяцев, а то и все восемь. Многое будет зависеть от текущего расположения Земли относительно Марса. И все это долгое путешествие астронавтам придется мириться с крайне маленьким, тесным пространством на корабле и отсутствием всех привычных современному человеку удобств.

Ужасно, но даже обычное купание станет непозволительной роскошью. И вот так, ни разу не помывшись, питаясь исключительно консервами, под постоянный гул вентиляторов, компьютерных систем и шум работы систем жизнеобеспечения эти истинные герои должны будут стараться не сойти с ума и долететь в полном здравии до Марса.

И это еще не все беды. Существует такая страшная вещь, как солнечная буря. И вот если по дороге она случится, астронавтам придется заточить себя в еще более узком пространстве, которое защитит их от вредного Солнца.

Время перелета от Земли до Сатурна

Скоростные межпланетные перелеты пока возможны только в умах писателей-фантастов. А ученые собирают космические спутники для раскрытия тайн самых далеких планет Солнечной системы и одной из наиболее красивых из них — Сатурна. Они вычислили, сколько лететь до Сатурна от Земли и при каких условиях это осуществимо.

Сатурн — шестая планета от Солнца. Credit: ptzgovorit.ru

Реальное испытание для нервов

Наше упоминание о вероятной психической нестабильности, грозящей каждому космонавту в полете – вполне себе реальная угроза. На российской платформе был реализован проект Марс-500. В нем приняли участие шесть космонавтов, из которых четверо за пятьсот двадцать дней пребывания в замкнутом пространстве показали развитие депрессивного состояния. Начались проблемы со сном. У одно человека даже на почве хронического недосыпания пострадали внимание и способность к концентрации.

На самом деле пока еще никто из астронавтов не проводил столько времени в космическом пространстве. Да еще и без связи и прочих условий, максимально приближенных к привычной комфортной жизни пусть и в невесомости. Не разрешается больше полугода находиться на МКС уже потому, что происходит потеря костной и мышечной тканей.

Сутки на Марсе длятся всего на сорок минут дольше земных. В масштабах одного месяца, может, и не страшная разница. Но на самом деле для жителей будущей колонии она окажется ощутимой. Более того, в марсианском году шестьсот восемьдесят семь дней. Получается, что новоявленные марсиане с течением времени окажутся в два раза моложе своих же сверстников на Земле.

Марсианская гравитация

Гравитация, ждущая астронавтов на Красной планете – то, что сделает возвращение на Землю, домой невозможным. Дело в том, что марсианская гравитационная сила – лишь треть от нашей планетной. Иными словами, если вес человека на Земле составляет сто килограммов, то в условиях новой колонии он опустится до тридцати восьми. В результате мышцы атрофируются, кости ослабеют, и через некоторое время человек уже больше не сможет вернуться к обычной жизни на родной планете.

Похожая ситуация на МКС. Но астронавтов спасает непродолжительность пребывания в космосе.

Стоимость[править | править код]

С 1964 по 1973 год из федерального бюджета США было выделено на программу «Сатурн-5» 6,5 миллиарда долларов. Максимум пришёлся на 1966 год — 1,2 миллиарда[14]. С учётом инфляции на программу «Сатурн-5» было за этот период потрачено 47,25 миллиарда долларов в ценах 2014 года[15]. Приблизительная стоимость одного запуска «Сатурн-5» составляла 1,19 миллиарда долларов в ценах 2014 года.

Одна из главных причин досрочного прекращения лунной программы США после трёх облётов Луны пилотируемыми кораблями (в том числе один — «Аполлон-13» — аварийный) и шести успешных высадок на Луну (первоначально планировались два облёта пилотируемыми кораблями и 10 высадок) была её высокая стоимость. Так, в 1966 году НАСА получила самый большой (если учитывать инфляцию) бюджет за свою историю — 4,5 миллиарда долларов (что составляло около 0,5 % тогдашнего ВВП США).

Репродукция на Марсе

Организаторы миссии на Марс для создания там колонии советуют будущим поселенцам не пытаться зачать детей. Причин несколько. В первую очередь, изначально на планете не будет никаких условий для нормальной семейной жизни. Затем, ничего не известно о том, как может пройти зачатие и развитие плода после стольких месяцев в полете, да еще в новых марсианских условиях.

Спорт – наше все!

Чтобы оставаться способным хоть на какие-то действия, не давать атрофироваться мышцам окончательно, а костям адаптироваться к упрощенным марсианским условиям, придется стабильно поддерживать форму. Надо понимать еще одно. В космосе сердце и прочие органы начинают работать несколько иначе. В любом случае, придется проводить по нескольку часов за занятиями спортом. Даже на Космической станции космонавтам приходится до двух часов в день тренироваться.

Марсианская зараза

Многие решат, что в космосе и заразиться-то нечем. Ну, а космические корабли проходят большой путь дезинфекции. Это делается для того, чтобы исключить возможность попадания земных бактерий в условия, к примеру, марсианского климата. Но этот факт не должен очень радовать будущих поселенцев Марса. Если они подхватят какую-то заразу на этой планете – не факт, что даже при возникновении возможности вернуться домой, Земля примет такого человека обратно. Ведь никто не будет знать, как лечить внеземную болезнь. И распространению космической эпидемии надо помешать в самом начале.

Марсианская атмосфера

Марсианская атмосфера находится в крайне разряженном состоянии – порядка процента от земной. Девяносто шесть процентов воздуха Марса составляет углекислый газ с незначительными вкраплениями кислорода. Так что выйти подышать свежим воздухом у марсонавтов не получится.

Но испытания на этом не заканчиваются. На планете случаются страшные песчаные бури. Они могут длиться от нескольких часов до нескольких дней и накрывать практически всю планету. Песок, поднимающийся в это время, может оказаться очень токсичным для человеческого организма. Так что, если захочется прогуляться, то сделать это можно в спокойную погоду и только в скафандрах.

Расстояние до планеты

Расстояние от Солнца до других планет в Солнечной системе принято исчислять астрономическими единицами (а. е.), равными 150 млн км. От Солнца до Сатурна — 9,5 а. е., а от Земли — 8,01. И это среднее значение, т. к. далекие планеты имеют сильно вытянутую эллиптическую орбиту и в точке максимального удаления от Земли расстояние до Сатурна увеличивается до 1,67 млрд км, или 11,1 а. е.

Расстояние от Сатурна до Земли варьируется в диапазоне от 1,2 млрд км до 1,66 млрд км. Credit: oplanetah.ru

Радиация

Благодаря марсоходу Curiosity удалось узнать, какому же уровню радиации подвергнется организм астронавтов на Красной планете. Новый дом и здесь не проявляет радушия. Марсоход передал данные, которые показали шестьсот шестьдесят два (±108) миллизиверт – две трети от предельного значения в тысячу миллизиверт. Вот только на Марсе нет никакого магнитного поля, которое хоть как-то противостояло такому страшному воздействию. Так что при каждой прогулке по поверхности планеты человек будет подвергать себя ужасной опасности.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: