Сколько лететь до Марса

Как это было на самом деле

Ниже — настоящие миссии: дата старта, дата прибытия и разница между ними. Ничего расчётного.

Типичный перелёт занимает примерно семь месяцев. Рекордно быстрый в списке — «Маринер-7»: 131 сутки. Самый долгий — «Викинг-1»: 335 суток до посадки.

Почему нельзя поделить расстояние на скорость

Соблазнительная арифметика выглядит так: 225 миллионов километров разделить на 25 км/с — получится примерно 104 дня. Красиво и полностью неверно. Причин три.

1. Цель не стоит на месте

Марс движется по орбите со скоростью около 24 км/с. Аппарат летит не в точку, где планета находится сейчас, а в точку, где она окажется через полгода. Расстояние, которое реально проходит корабль, не равно расстоянию между планетами на момент старта.

2. Летят не по прямой

В межпланетном полёте двигатель работает минуты, а не месяцы. Всё остальное время аппарат движется по инерции — по эллипсу вокруг Солнца. Задача не «долететь», а перевести корабль с земной орбиты на орбиту, которая коснётся марсианской в нужный момент.

Самый экономичный вариант такого перехода называется гомановским. Он занимает около восьми с половиной месяцев и требует минимума топлива. Быстрее можно, но каждая сэкономленная неделя стоит топлива, а значит — массы полезной нагрузки.

3. В конце нужно тормозить

Вот главное объяснение разброса в таблице. «Маринер-7» пролетел мимо и не тормозил вообще — поэтому и уложился в 131 сутки. Аппарату, который выходит на орбиту, нужно погасить скорость двигателем. Посадочному — войти в атмосферу с приемлемой скоростью, иначе торможение не сработает.

Стартовое окно

Запустить к Марсу можно не в любой день. Взаимное положение Земли и Марса повторяется примерно раз в 26 месяцев — это синодический период, около 780 суток. Окно длится несколько недель.

Отсюда характерная картина в истории исследований: миссии стартуют пачками. Три аппарата летом 2020 года ушли к Марсу с интервалом в одиннадцать дней — не по совпадению, а потому что окно было общим для всех.

Пропустить окно означает ждать больше двух лет. Именно это ограничение делает планирование марсианских программ таким жёстким.

А с людьми?

Перелёт с экипажем считают в тех же категориях, но добавляется обратная дорога. Проектные проработки NASA обычно исходят из шести-девяти месяцев в одну сторону.

Дальше начинается развилка. Если ждать на поверхности следующего удобного положения планет, экспедиция занимает около 500 суток на Марсе и порядка 900 суток целиком. Если возвращаться сразу, пребывание сокращается до нескольких недель, но перелёты становятся длиннее и энергетически дороже.

Ни один из вариантов пока не выбран окончательно: подробнее — в материале о колонизации Марса.

И отдельно — радиосигнал

Свет и радиоволны проходят путь между Землёй и Марсом за 3 минуты в лучшем случае и до 22 минут в худшем. Ответ на вопрос вернётся вдвое позже.

Отсюда правило дистанционного управления: марсоходами не «рулят». Им отправляют план на сол, аппарат исполняет его самостоятельно и присылает отчёт. Что именно определяет эту задержку, разбираем в материале про расстояние от Земли до Марса.