چرا مدت زمان رسیدن به مریخ زیاد است؟
اگر این واقعیت را در نظر بگیریم که مریخ فقط 55 میلیون کیلومتر از ما
فاصله دارد و یک کاوشگر با سرعتی بالغ بر 20000 کیلومتر در ساعت در حرکت است ،باید
این انتظار را داشت که کوتاهترین مدت سفر 115 روز طول بکشد،اما در عمل این مدت
بیشتر خواهد بود.این به علت حرکت زمین و مریخ به دور خورشید می باشد.به همین علت
ما نمی توانیم مریخ را به عنوان یک هدف ثابت در نظر بگیریم و به سوی آن حرکت
کنیم.بنابراین کاوشگرانی که از زمین پرتاب می شوند باید به سوی موقعیتی ازمدار
مریخ حرکت کنند که مریخ در حال رسیدن به آن است.
محدودیت دیگر سوخت است.بازهم اگر مقدار نا محدودی از سوخت داشته باشیم،هدف
پرتاب ما هم مریخ خواهد بود وقتی موشک به صورت مستقیم به سمت مریخ پرتاب شود،مریخ
به علت حرکت، در مکان هدف مورد نظر ما
نخواهد بود؛بنابراین باید مسیر موشک عوض شود و باید با سرعت بیشتری مسیر طی شود تا
به مریخ برسیم که این نیاز به منبع عظیمی از سوخت دارد.
چگونه می توان با حداقل مقدار سوخت به مریخ
رسید ؟
دغدغه ی اصلی مهندسان این است که چگونه می توان با حداقل مقدار سوخت
به مریخ رسید.روبات ها خطری برای الودگی فضا محسوب می شوند بنابراین این احساس
ایجاد می شود که میزان پرتاب های فضایی را تا سر حد ممکن کاهش دهیم. بنابراین اگر
از هزینه ها چشم پوشی شود نمی توان انتظار انجام آزمایش های متعدد را داشت.
مهندسان ناسا از روشی برای این سفرها استفاده می کنند به نام Hohmann Transfer Orbit
که برای فرستادن کاوشگران از زمین به مریخ با حداقل مقدار سوخت ممکن
در نظر گرفته شده است. این تکنیک ابتدا توسط والتر هاهمن در سال 1925 ارائه شد.
به جای این که موشک فضایی دقیقا بر روی مریخ قفل شود،مدار سیاره را
هدف قرار می دهد و در لحظه ی برخورد به مکان پیش بینی شده ،مریخ در همان نقطه ی
مدار است.اگر نیاز داریم که سوخت کمتری حمل شود باید مسیر مداری بیشتری طی شود و در
نتیجه مدت زمان سفر هم افزایش می یابد.
ایده هایی برای کاهش مدت زمان سفر به مریخ
اگر چه برای رسیدن به یک سفر کوتاه مدت بردباری زیادی لازم است ولی
مهندسان دست از تلاش بر نخواهند داشت. و در صدد پیدا کردن روشی برای کاهش مدت زمان
سفر انسانی به مریخ هستند.فضا محیطی پر خطر است ، پرتوهای مضر موجود در فضا می
تواند سلامتی فضانوردان را به خطر بیندازد.تابش پس زمینه ی کیهان می تواند علتی
برای ایجاد سرطان باشد.اما خطر بزرگ تری که وجود دارد بادهای عظیم خورشیدی است که
می تواند فضانوردان را -بدون محافظت- درمدت چند ساعت بکشد.بنابراین کاهش مدت زمان
سفر به مریخ از اهمیت بالایی برخوردار است و حتی کم کردن میزان ذخایری که فضانوردان برای رفت و برگشت
نیاز دارند بسیار مهم است
هسته ای شدن سفینه های فضایی:
یک ایده ، ساخت موشک های هسته ای است. که به جای رانش توسط سوختن
هیدروژن مایع، گرما و فشار لازم توسط واکنش هسته ای در یک راکتور داخل سفینه ایجاد
میشود و منجر به انفجار اولیه برای پیش رانش و حرکت موشک خواهد شد. سوخت هسته ای نسبت به سوخت های شیمیایی میزان انرژی بیشتری
تولید می کند. با حجم کمی از سوخت هسته ای طبق تخمین می توان مدت زمان سفر ها را
به 7 ماه کاهش خواهد داد.
مغناطیسی شدن سفینه های فضایی:
ایده ی دیگر برای سفینه های فضایی استفاده از
تکنولوژی Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket یا
(VASIMR)می باشد؛ در رانش الکترومغناطیس از امواج
رادیویی برای یونیزه کردن و گرم کردن اتم ها استفاده می شود و در نتیجه میتوان
تولید نیروی محرکه لازم ،برای رانش موشک را انتظار داشت. این عمل منجر به تولید
یون های گازی می شود که پلاسما نام دارد که با افزایش قدرت مغناطیسی موجب رانش
موشک از سطح زمین می شود. در این نوع تکنولوژی فضایی می توان سفرهای مریخی را به 5
ماه کاهش داد.
موشک های پاد ماده:
شاید یکی از بزرگترین اهداف برای موشک های
فضایی،استفاده از پادماده باشد. پادماده یکی از چگالترین و کم حجم ترین سوخت هایی است که می توان از آن استفاده کرد.وقتی اتم های ماده با اتم های پاد
ماده برخورد می کند تمام جرم موجود به انرژی تبدیل می شود؛ که مقدار آن بسیار قابل
توجه است. همانگونه که توسط رابطه ی مشهور آلبرت انیشتین E=mc^2 پیش بینی شده بود.فقط 10 میلی گرم از پاد ماده نیاز است که بشر بتواند در یک سفر 45 روزه در
ماموریتی به سمت مریخ سوق داده شود؛ اما فقط تولید مقدار بسیار بسیار اندکی از
پاده ماده هزینه ای بالغ بر 250 میلیون دلار خواهد داشت.