BERAPA LAMAKAH MASA UNTUK SAMPAI KE MARIKH?

Send

Artikel ini pada mulanya muncul di Space Magazine pada bulan Julai 2012, tetapi artikel ini telah diperbaharui dengan video yang berkaitan.

Planet Mars adalah salah satu objek paling terang di langit malam, mudah dilihat dengan mata tanpa bantuan sebagai bintang merah terang. Setiap dua tahun sekali, Marikh dan Bumi mencapai titik terdekat mereka, yang disebut "penentangan", ketika Mars dapat berada sejauh 55.000.000 km dari Bumi. Dan setiap dua tahun, agensi ruang angkasa memanfaatkan penyelarasan orbit ini untuk menghantar kapal angkasa ke Planet Merah. Berapa lama masa yang diperlukan untuk sampai ke Mars?

Jumlah masa perjalanan dari Bumi ke Marikh mengambil masa antara 150-300 hari bergantung pada kecepatan pelancaran, penjajaran Bumi dan Marikh, dan lamanya perjalanan kapal angkasa untuk mencapai sasarannya. Itu hanya bergantung pada berapa banyak bahan bakar yang ingin anda bakar untuk sampai ke sana. Lebih banyak bahan bakar, masa perjalanan lebih pendek.

Sejarah Menuju Marikh:

Kapal angkasa pertama yang membuat perjalanan dari Bumi ke Marikh adalah NASA's Mariner 4, yang dilancarkan pada 28 November 1964 dan tiba di Mars 14 Julai 1965, berjaya mengambil satu siri 21 gambar. Masa penerbangan Mariner 4 adalah 228 hari.

Misi kejayaan seterusnya ke Mars adalah Mariner 6, yang meletup pada 25 Februari 1969 dan sampai ke planet ini pada 31 Julai 1969; masa penerbangan hanya 156 hari. Mariner 7 yang berjaya hanya memerlukan 131 hari untuk melakukan perjalanan.

Mariner 9, kapal angkasa pertama yang berjaya memasuki orbit di sekitar Mars yang dilancarkan pada 30 Mei 1971, dan tiba pada 13 November 1971 selama 167 hari. Ini adalah corak yang sama yang berlaku selama lebih dari 50 tahun penerokaan Marikh: kira-kira 150-300 hari.

Berikut adalah beberapa contoh lagi:

Viking 1 (1976) - 335 hari
Viking 2 (1976) - 360 hari
Mars Reconnaissance Orbiter (2006) - 210 hari
Phoenix Lander (2008) - 295 hari
Curiosity Lander (2012) - 253 hari

Mengapa Perlu Lama?:

Apabila anda mempertimbangkan hakikat bahawa Mars hanya berjarak 55 juta km, dan kapal angkasa bergerak lebih dari 20,000 km / jam, anda akan mengharapkan kapal angkasa itu melakukan perjalanan dalam sekitar 115 hari, tetapi memerlukan lebih lama. Ini kerana Bumi dan Marikh mengorbit mengelilingi Matahari. Anda tidak dapat menunjuk langsung ke Marikh dan mula menembakkan roket anda, kerana pada saat anda sampai di sana, Marikh sudah dapat bergerak. Sebaliknya, kapal angkasa yang dilancarkan dari Bumi perlu ditunjuk ke mana Marikh akan menjadi.

Kekangan lain adalah bahan bakar. Sekali lagi, jika anda mempunyai jumlah bahan bakar yang tidak terhad, anda akan mengarahkan kapal angkasa anda ke Marikh, menembakkan roket anda ke titik tengah perjalanan, kemudian berbalik dan melambatkan untuk separuh terakhir perjalanan. Anda boleh mengurangkan masa perjalanan anda ke sebahagian kecil daripada kadar semasa - tetapi anda memerlukan jumlah bahan bakar yang mustahil.

Cara Menuju Mars dengan Jumlah Bahan Bakar Paling Sedikit:

Keprihatinan utama jurutera adalah bagaimana untuk membawa kapal angkasa ke Marikh, dengan jumlah bahan bakar paling sedikit. Robot tidak begitu peduli dengan persekitaran ruang yang bermusuhan, jadi masuk akal untuk mengurangkan kos pelancaran roket sebanyak mungkin.

Jurutera NASA menggunakan kaedah perjalanan yang dipanggil Hohmann Transfer Orbit - atau Minimum Energy Transfer Orbit - untuk menghantar kapal angkasa dari Bumi ke Marikh dengan jumlah bahan api yang paling sedikit. Teknik ini pertama kali dicadangkan oleh Walter Hohmann yang menerbitkan penerangan pertama manuver pada tahun 1925.

Daripada mengarahkan roket anda secara langsung ke Marikh, anda meningkatkan orbit kapal angkasa anda sehingga mengorbit orbit yang lebih besar di sekitar Matahari daripada Bumi. Akhirnya orbit itu akan memotong orbit Marikh - pada masa yang tepat bahawa Mars juga ada.

Sekiranya anda perlu melancarkan dengan lebih sedikit bahan bakar, anda memerlukan masa lebih lama untuk menaikkan orbit anda, dan meningkatkan perjalanan ke Mars.

Idea lain untuk Mengurangkan Waktu Perjalanan ke Marikh:

Walaupun memerlukan kesabaran untuk menunggu kapal angkasa menempuh perjalanan 250 hari untuk mencapai Mars, kami mungkin menginginkan kaedah penggerak yang sama sekali berbeza jika kami mengirim manusia. Ruang adalah tempat yang bermusuhan, dan radiasi ruang antara planet mungkin menimbulkan risiko kesihatan jangka panjang bagi angkasawan manusia. Sinar kosmik latar belakang menimbulkan rentetan berterusan dari radiasi yang menyebabkan barah, tetapi ada risiko ribut matahari besar yang lebih besar, yang dapat membunuh angkasawan yang tidak dilindungi dalam beberapa jam. Sekiranya anda dapat mengurangkan masa perjalanan, anda dapat mengurangkan jumlah masa para angkasawan diserang dengan radiasi, dan meminimumkan jumlah bekalan yang mereka perlukan untuk perjalanan pulang.

Pergi Nuklear:
Satu idea adalah roket nuklear, yang memanaskan cecair berfungsi - seperti hidrogen - ke suhu yang kuat dalam reaktor nuklear, dan kemudian meletupkannya muncung roket pada halaju tinggi untuk menghasilkan daya tuju. Kerana bahan api nuklear jauh lebih padat tenaga daripada roket kimia, anda dapat memperoleh daya tujah yang lebih tinggi dengan bahan bakar yang lebih sedikit. Dicadangkan agar roket nuklear dapat mengurangkan masa perjalanan hingga sekitar 7 bulan

Pergi Magnetik:
Cadangan lain adalah teknologi yang disebut Roket Magnetoplasma Impuls Spesifik Berubah (atau VASIMR). Ini adalah pendorong elektromagnetik yang menggunakan gelombang radio untuk mengion dan memanaskan bahan bakar. Ini menghasilkan gas terionisasi yang disebut plasma yang dapat secara magnetis mengeluarkan bahagian belakang kapal angkasa pada halaju tinggi. Bekas angkasawan Franklin Chang-Diaz mempelopori pengembangan teknologi ini, dan prototaip dijangka dipasang di Stesen Angkasa Antarabangsa untuk membantunya mempertahankan ketinggiannya di atas Bumi. Dalam misi ke Marikh, roket VASIMR dapat mengurangkan masa perjalanan hingga 5 bulan.

Pergi Antimateri:
Mungkin salah satu cadangan yang paling melampau adalah menggunakan roket antimateri. Dicipta dalam pemecut zarah, antimateri adalah bahan bakar paling padat yang mungkin anda gunakan. Apabila atom jirim bertemu atom antimateri, ia berubah menjadi tenaga murni, seperti yang diramalkan oleh persamaan terkenal Albert Einstein: E = mc². Hanya 10 miligram antimateri yang diperlukan untuk mendorong misi manusia ke Marikh dalam 45 hari. Tetapi, menghasilkan jumlah antimateri yang sekecil itu akan menelan belanja kira-kira $ 250 juta.

Misi Masa Depan ke Marikh:

Walaupun beberapa teknologi luar biasa telah diusulkan untuk memendekkan waktu perjalanan ke Mars, para jurutera akan menggunakan kaedah yang dicuba dan benar untuk mengikuti orbit pemindahan tenaga minimum menggunakan roket kimia. Misi MAVEN NASA akan dilancarkan pada tahun 2013 menggunakan teknik ini, dan juga misi ExoMars ESA. Mungkin beberapa dekad sebelum kaedah lain menjadi teknik biasa.

Selidiki lebih lanjut:
Maklumat mengenai Interplanetary Orbit - NASA
7 Minit Keganasan - Cabaran Mendarat di Marikh
Cadangan NASA untuk mesin roket nuklear
Hohmann Transfer Orbit - Universiti Negeri Iowa
Pemindahan Minimum dan Orbit Antarplanet
Kapal Angkasa Antimateri Baru dan Peningkatan untuk Misi Marikh - NASA
Astronomi Cast Episode 84: Mengelilingi Sistem Suria

Kisah Berkaitan dari Space Magazine:
Perjalanan ke Marikh hanya dalam 39 Hari
Satu Jalan, Satu Orang Misi ke Marikh
Mungkinkah Misi Manusia ke Marikh dibiayai secara komersial?
Bagaimana MSL Menavigasi ke Marikh? Sangat berhati-hati
Penyelesaian Murah untuk ke Marikh?
Mengapa begitu banyak misi ke Mars gagal?

Artikel ini pada mulanya muncul di Space Magazine pada bulan Julai 2012, tetapi artikel ini telah diperbaharui dengan video yang berkaitan.