Числа
- Минимум (теоретический)≈ 54,6 млн кмперигелий Марса совпадает с афелием Земли: 206,6 минус 152,1 млн км
- Ближайшее сближение современной эпохи≈ 55,8 млн км27 августа 2003 года
- Максимум≈ 401 млн кмпланеты по разные стороны от Солнца
- Большая полуось орбиты Земли≈ 149,6 млн км
- Большая полуось орбиты Марса≈ 227,9 млн км
- Период повторения конфигураций≈ 780 сутоксинодический период, около 26 месяцев
Почему «в среднем 225 миллионов» — не совсем правда
Эта цифра получается, если сложить минимум и максимум и разделить пополам. Арифметически безупречно, физически бессмысленно: планеты не проводят одинаковое время во всех конфигурациях.
Если усреднить расстояние по времени, а не по крайним точкам, получится заметно больше — порядка 250 миллионов километров. Причина в геометрии: конфигураций, где планеты далеко друг от друга, статистически больше, чем близких.
Откуда такой разброс
Орбита Земли почти круглая. Орбита Марса заметно вытянута: её эксцентриситет в шесть раз больше земного. Разница между ближайшей и дальней точкой марсианской орбиты составляет около 43 миллионов километров — это само по себе почти расстояние от Земли до Марса в момент лучшего сближения.
Поэтому противостояния бывают разными. Когда Марс проходит перигелий одновременно с противостоянием, планеты сходятся особенно близко — такие события называют великими противостояниями, и они случаются примерно раз в 15–17 лет.
Расстояние как задержка
Свет проходит 300 000 километров за секунду. Отсюда прямой пересчёт: минимальное расстояние — около трёх минут в одну сторону, максимальное — примерно двадцать две.
Для управления это означает следующее. Команда, отправленная марсоходу, доходит до него через минуты. Подтверждение возвращается ещё через столько же. Ни один манёвр нельзя корректировать по ходу — аппарат должен уметь принимать решения сам.
Есть и период, когда связи нет вовсе. Раз в два года Марс уходит за Солнце, и радиосигнал проходит слишком близко к солнечной короне. На несколько недель миссии переводят в автономный режим и не отправляют команд.
И почему это не равно длине маршрута
Расстояние между планетами и путь корабля — разные величины. Аппарат летит по дуге вокруг Солнца и приходит в точку, где Марс окажется через полгода. Фактически пройденный путь больше прямой линии, а «выгодный» старт часто приходится не на момент наибольшего сближения.
Подробный разбор — в материале «Сколько лететь до Марса», там же таблица реальных перелётов.
Короткие ответы
Какое расстояние от Земли до Марса?
От примерно 55 до 401 миллиона километров, в зависимости от положения планет на орбитах. Ближайшее сближение современной эпохи — около 55,8 миллиона километров, 27 августа 2003 года.
Правда ли, что среднее расстояние — 225 миллионов километров?
Это среднее между минимумом и максимумом, а не среднее по времени. Усреднённое по времени расстояние заметно больше — около 250 миллионов километров, потому что далёкие конфигурации встречаются чаще близких.
Сколько идёт сигнал от Земли до Марса?
От 3 до 22 минут в одну сторону. Диалог в реальном времени невозможен, поэтому марсоходы получают план работ на сутки и исполняют его автономно.
Как часто Земля и Марс сближаются?
Противостояния происходят примерно раз в 26 месяцев. Особенно тесные сближения, когда Марс одновременно проходит перигелий, случаются раз в 15–17 лет.
Источники
- NASA NSSDCAMars Fact Sheet
- NASA NSSDCAEarth Fact Sheet
- NASA ScienceMars: Facts