מאמר זה הופיע במקור במגזין החלל ביולי 2012, אך הוא עודכן בסרטון קשור.
כוכב הלכת מאדים הוא אחד האובייקטים המבריקים בשמי הלילה, הנראה בקלות בעין הבלתי-מוסמכת ככוכב אדום בוהק. כל שנתיים לערך, מאדים וכדור הארץ מגיעים לנקודה הקרובה ביותר שלהם, המכונה "אופוזיציה", כאשר מאדים יכולים להיות קרובים כמו 55,000,000 ק"מ מכדור הארץ. וכל שנתיים סוכנויות חלל מנצלות את יישור מסלול זה בכדי לשלוח חלליות לכוכב האדום. כמה זמן לוקח להגיע למאדים?
זמן המסע הכולל מכדור הארץ למאדים אורך בין 150-300 יום, תלוי במהירות השיגור, יישור כדור הארץ למאדים, ואורך המסע שנדרש החללית בכדי להגיע למטרה. זה באמת תלוי בכמה דלק אתה מוכן לשרוף כדי להגיע לשם. יותר דלק, זמן נסיעה קצר יותר.
היסטוריה של נסיעה למאדים:
החללית הראשונה אי פעם שעשתה את המסע מכדור הארץ למאדים הייתה Mariner 4 של נאס"א, שהושקה ב -28 בנובמבר 1964 והגיעה למאדים ב -14 ביולי 1965, וצילמה בהצלחה סדרה של 21 תצלומים. זמן הטיסה הכולל של Mariner 4 היה 228 יום.
המשימה המוצלחת הבאה למאדים הייתה מארינר 6, שהתפוצצה ב -25 בפברואר 1969 והגיעה לכוכב הלכת ב- 31 ביולי 1969; זמן טיסה של 156 יום בלבד. המרינר 7 המצליח נדרש רק 131 יום לביצוע המסע.
מרינר 9, החללית הראשונה שנכנסה בהצלחה למסלול סביב מאדים ששוגרה ב- 30 במאי 1971 והגיעה ב- 13 בנובמבר 1971 למשך 167 יום. זהו אותו דפוס שקיים במשך כמעט 50 שנה של חקר מאדים: כ 150-300 יום.
להלן כמה דוגמאות נוספות:
- ויקינג 1 (1976) - 335 יום
- ויקינג 2 (1976) - 360 יום
- Orbiter of Mars Reconnaissance (2006) - 210 יום
- פיניקס לנדר (2008) - 295 יום
- Lander Curiosity (2012) - 253 ימים
מדוע זה לוקח כל כך הרבה זמן ?:
כשאתה מחשיב את העובדה שמאדים נמצאים רק 55 מיליון ק"מ משם, והחללית נוסעת מעבר ל 20,000 קמ"ש, היית מצפה שהחללית תעשה את המסע בעוד 115 יום, אבל זה לוקח הרבה יותר זמן. הסיבה לכך היא שגם כדור הארץ וגם מאדים מקיפים סביב השמש. אתה לא יכול לכוון ישירות אל מאדים ולהתחיל לירות את הרקטות שלך, כי עד שהגעת לשם, מאדים כבר היה זז. במקום זאת, יש להפנות לחלליות ששוגרו מכדור הארץ לאן מאדים הולך להיות.
האילוץ האחר הוא דלק. שוב, אם היה לך כמות בלתי מוגבלת של דלק, היית מכוון את החללית שלך לעבר מאדים, תירה את הרקטות שלך עד לנקודת אמצע המסע, ואז תסתובב ותאיטי את המחצית האחרונה של המסע. אתה יכול לקצץ את זמן הנסיעה שלך לשבריר מהתעריף הנוכחי - אך תזדקק לכמות דלק בלתי אפשרית.
כיצד להגיע למאדים עם כמות הדלק הנמוכה ביותר:
החשש העיקרי של המהנדסים הוא כיצד להשיג חללית למאדים, על כמות הדלק הנמוכה ביותר. לרובוטים לא ממש אכפת מהסביבה העוינת של החלל, ולכן הגיוני להפחית ככל האפשר את עלויות השיגור של הרקטה.
מהנדסי נאס"א משתמשים בשיטת נסיעה המכונה מסלול העברת הוהמן - או מסלול מינימלי להעברת אנרגיה - בכדי לשלוח חללית מכדור הארץ למאדים עם כמות הדלק הנמוכה ביותר האפשרית. הטכניקה הוצעה לראשונה על ידי וולטר הוהמן שפרסם את התיאור הראשון של התמרון בשנת 1925.
במקום לכוון את הרקטה שלך ישירות אל מאדים, אתה מגביר את מסלול החללית שלך כך שהוא יעבור מסלול גדול יותר סביב השמש מכדור הארץ. בסופו של דבר מסלול זה יצטלב את מסלולו של מאדים - ברגע המדויק שגם מאדים שם.
אם אתה צריך לשגר עם פחות דלק, אתה פשוט לוקח זמן רב יותר להעלות את מסלולך, ולהגדיל את המסע למאדים.
רעיונות אחרים להקטנת זמן הנסיעה למאדים:
למרות שזה דורש קצת סבלנות לחכות לחללית שתיסע 250 יום כדי להגיע למאדים, ייתכן שנרצה שיטת הנעה אחרת לחלוטין אם אנו שולחים בני אדם. החלל הוא מקום עוין, וקרינת המרחב הבין-פלנטרי עשויה להוות סיכון בריאותי לטווח הארוך לאסטרונאוטים אנושיים. הקרניים הקוסמיות ברקע גורמות מטח מתמיד של קרינה מעוררת סרטן, אך קיים סיכון גדול יותר לסערות שמש אדירות, שעלולות להרוג אסטרונאוטים לא מוגנים תוך מספר שעות. אם אתה יכול לצמצם את זמן הנסיעה, אתה מצמצם את משך הזמן שהאסטרונאוטים מתקבצים בקרינה ומזערים את כמות האספקה שהם צריכים לשאת למסע חזרה.
לך גרעיני:
רעיון אחד הוא רקטות גרעיניות, המחממים נוזל עבודה - כמו מימן - לטמפרטורות עזות בכור גרעיני, ואז מפיצים אותו זרבובית טיל במהירות גבוהה כדי ליצור דחף. מכיוון שדלקים גרעיניים הם הרבה יותר אנרגיים מאשר רקטות כימיות, אתה יכול לקבל מהירות דחף גבוהה יותר עם פחות דלק. מוצע כי רקטה גרעינית תוכל להפחית את זמן הנסיעה לכ -7 חודשים
עבור מגנטית:
הצעה נוספת היא טכנולוגיה הנקראת רקטה מגנטופלסמה ספציפית משתנה (או VASIMR). זהו מותחן אלקטרומגנטי שמשתמש בגלי רדיו כדי ליינן ולחמם דלק. זה יוצר גז מיונן הנקרא פלזמה וניתן לזרוק אותו בצורה מגנטית מהחלק האחורי של החללית במהירות גבוהה. האסטרונאוט לשעבר פרנקלין צ'אנג-דיאז חלוץ את פיתוח טכנולוגיה זו, וצפוי להתקין אב טיפוס בתחנת החלל הבינלאומית שתסייע לה לשמור על גובהה מעל כדור הארץ. במשימה למאדים רקטת VASIMR עלולה להפחית את זמן הנסיעה ל -5 חודשים.
לך אנטי-חומר:
אולי אחת ההצעות הקיצוניות ביותר הייתה להשתמש בה רקטה נגד חומר. נוצר במאיץ חלקיקים, אנטי חומר הוא הדלק הצפוף ביותר שאפשר להשתמש בו. כאשר אטומי החומר פוגשים אטומי אנטי-חומר, הם הופכים לאנרגיה טהורה, כפי שחזה המשוואה המפורסמת של אלברט איינשטיין: E = mc2. נדרשים רק 10 מיליגרם אנטי-חומר כדי להניע משימה אנושית למאדים בתוך 45 יום בלבד. אבל אז הפקת אפילו כמות זעירה של חומר אנטיליסטי תעלה כ -250 מיליון דולר.
משימות עתידיות למאדים:
אף על פי שכמה טכנולוגיות מדהימות הוצעו לקצר את זמן הנסיעה למאדים, המהנדסים ישתמשו בשיטות המנוסות והאמיתיות של עקוב אחר מסלולי העברת מינימום של אנרגיה באמצעות רקטות כימיות. משימת MAVEN של נאס"א תושק בשנת 2013 בטכניקה זו, כמו גם משימות ExoMars של ESA. ייתכן שיעברו כמה עשורים עד ששיטות אחרות יהפכו לטכניקות נפוצות.
מחקר נוסף:
מידע על מסלול בין-פלנטרי - נאס"א
7 דקות של טרור - אתגר הנחיתה במאדים
הצעה של נאס"א למנוע טילים גרעיניים
מסלולי מעבר של הוהמן - אוניברסיטת איווה
העברות מינימליות וקווים בינלאומיים
ספינת חלל אנטי-ממטרת חדשה ומשופרת למשימות מאדים - נאס"א
שחקן אסטרונומיה פרק 84: מסביב למערכת השמש
סיפורים קשורים ממגזין החלל:
נסע למאדים תוך 39 יום בלבד
דרך אחת, משימה של אדם אחד למאדים
האם ניתן לממן משימה אנושית למאדים מסחרית?
איך MSL ינווט למאדים? בזהירות רבה
פיתרון זול להגיע למאדים?
מדוע כל כך הרבה משימות למאדים נכשלו?
מאמר זה הופיע במקור במגזין החלל ביולי 2012, אך הוא עודכן בסרטון קשור.
פודקאסט (שמע): הורדה (משך: 3:17 - 3.0MB)
הירשם כמנוי: פודקאסטים של אפל | אנדרואיד | RSS
פודקאסט (וידאו): הורדה (75.6MB)
הירשם כמנוי: פודקאסטים של אפל | אנדרואיד | RSS
