Скільки летіти до Марса, і чому це не так просто, як здається

Летіти на Марс — зву­чить як сюжет з нау­ко­вої фан­та­сти­ки. Але ні, це вже майже реаль­ність. Тільки не чекай, що це буде швид­ко, деше­во й по пря­мій. Щоб зро­зу­мі­ти, чому люд­ство досі не тусу­є­ться на Червоній пла­не­ті, треба розі­бра­ти­ся з космі­чною ари­фме­ти­кою, орбі­таль­ни­ми тан­ця­ми та раке­тни­ми хитрощами.

Космічна дистанція: то далеко, то ближче

Марс — це не той сусід, до якого можна забіг­ти за сіллю. Середня від­стань від Землі до нього — 225 міль­йо­нів кіло­ме­трів. Але ця цифра змі­ню­є­ться, як ціни на аво­ка­до в супер­мар­ке­ті: зале­жить від того, де зараз оби­дві пла­не­ти на своїх орбітах.

Коли Земля і Марс опи­ня­ю­ться на одній лінії з Сонцем — це «опо­зи­ція», і тоді вони макси­маль­но близь­ко один до одно­го — лише 54,6 млн км. Але в інші момен­ти — можуть бути на від­ста­ні понад 400 млн км. Тому космо­нав­там не все одно, коли виру­ша­ти. Це не мар­шру­тка — коли хочеш, тоді і їдь.

Скільки летіти на Марс: не 5 хвилин, але й не 5 років

Під час іде­аль­но­го збли­же­н­ня політ на Марс займає в сере­дньо­му 6 – 9 міся­ців. Але це — тіль­ки в одну сто­ро­ну. Ще стіль­ки ж — назад. І близь­ко 2 – 3 міся­ців чека­ти, поки пла­не­ти знову ста­нуть у зру­чне поло­же­н­ня для повер­не­н­ня. У під­сум­ку — 21 місяць місії.

Якщо уяви­ти це у вигля­ді плану подо­ро­жі, то от що вийде. Місія на Марс:

1. Туди — 270 днів
2. Там — 60 – 90 днів (чека­є­мо вікно назад)
3. Назад — ще 270 днів

Чому не можна летіти прямо?

Тому що пла­не­ти руха­ю­ться. Весь час. Якщо запу­сти­ти раке­ту про­сто у напрям­ку, де зараз Марс — поки туди доле­тиш, він буде вже зов­сім в іншо­му місці. Це як нама­га­ти­ся влу­чи­ти у пта­шку з водя­но­го пісто­ле­та, коли ти на гір­ках у аквапарку.

Саме тому раке­ти летять по так зва­ній гома­нов­ській тра­є­кто­рії — елі­псу, яка вра­хо­вує орбі­ти і дає шанс пере­хо­пи­ти пла­не­ту. Але є нюанс: треба запу­ска­ти з точні­стю до днів, і лише раз на 26 міся­ців. Інакше — фіаско.

А можна швидше?

Можна, але доро­го. Якщо роз­га­ня­ти­ся не до дру­гої, а до тре­тьої космі­чної швид­ко­сті (16,65 км/​с), або ще біль­ше — можна доле­ті­ти за 150 днів або навіть менше. Але така швид­кість — це не жарт: паль­но­го треба стіль­ки, що краще вже чека­ти насту­пне вікно запуску.

А ще — є ідея вико­ри­сто­ву­ва­ти гра­ві­та­цій­ні манев­ри. Наприклад, про­лі­та­ти біля Венери, щоб під­че­пи­ти її гра­ві­та­цію і отри­ма­ти при­ско­ре­н­ня. Це як без­ко­штов­не таксі на части­ну шляху, але з ризи­ком зави­сну­ти не там, де треба.

Ядерні ракети та інші футуристичні штуки

NASA вже не пер­ший рік пра­цює над ядер­ним дви­гу­ном. Ідея така: реактор нагрі­ває водень, і той виштов­ху­є­ться з сопла з шале­ною швид­кі­стю. Потужність — космос. Якщо все піде за пла­ном, політ до Марса можна буде ско­ро­ти­ти до 45 днів.

Переваги ядер­но­го двигуна:

• менше паль­но­го — біль­ше місця для нау­ко­во­го обладнання;
• швид­ше при­бу­т­тя — менше ризи­ків для здоров’я;
• реактор можна вико­ри­ста­ти як дже­ре­ло енер­гії на само­му Марсі.

А якщо зі швидкістю світла?

Зі швид­кі­стю сві­тла — це вже трохи з обла­сті фан­та­сти­ки, але ціка­во для уяв­ле­н­ня мас­шта­бу. Світло летить до Марса трохи біль­ше 3 хви­лин. І хоча реаль­ні люди поки не вмі­ють роз­га­ня­тись до 300 000 км/​с, це хоро­ша точка від­лі­ку для роздумів.

Перші люди на Марсі: коли чекати?

Ілон Маск каже: 2028 рік. NASA — більш обе­ре­жні — не рані­ше 2040-го. Але перед цим треба вирі­ши­ти купу проблем:

• Створити кора­бель, який зможе повер­ну­ти­ся назад (зараз тако­го нема).
• Вирішити пита­н­ня з раді­а­ці­єю (в космо­сі все жорс­тко, як у мікрохвильовці).
• Забезпечити вижи­ва­н­ня екі­па­жу в ізо­ля­ції 1,5 роки (це вам не Netflix на карантині).

Висновки: Марс — це круто, але поки далеченько

Марс — не про­сто сусі­дня пла­не­та, а цілий виклик для люд­ства. І хоча ми вже від­прав­ля­ли туди деся­тки робо­тів, крок люди­ни по його поверх­ні — це зов­сім інший рівень. Але голов­не — ми до цього вже близь­кі. Ще трохи — і замість фрази «при­ле­ті­ли мар­сі­а­ни» буде: «люди наре­шті туди долетіли».