В марте один пользователь Facebook спросил Европейское космическое агентство, с какой скоростью «ЭкзоМарс» летит к Марсу. Люди, которые ведут социальные сети Агентства, на этот вопрос сразу ответить не смогли. Потому привлекли специалиста — Фрэнка Будника из команды навигаторов.
Вот сам вопрос:
Хей Дэниэл, могу я побеспокоить тебя ещё одним вопросом? На сайте ЕКА я прочитал что весь путь «ЭкзоМарс» составит 500 млн км за 218 дней… это означает, что он идёт со скоростью 95500 км/ч! Как это возможно? Действующий рекорд скорости сейчас принадлежит New Horizons — это 56000 км/ч.
А ответ — под хабракатом.
Межпланетный перелёт с Земли до любой другой планеты — в данном случае, до Марса — немыслим с точки зрения полёта по прямой линии с крейсерской скоростью. На Земле такое возможно — корабли и самолёты двигаются по прямой, иногда меняя направление в заданных точках маршрута. В Солнечной системе на каждый объект действует сила тяготения. Кривые линии для Солнечной системы естественны, тогда как прямых там нет. Поэтому «ЭкзоМарс» летит по кривой все 500 миллионов километров, постоянно снижая свою скорость, удаляясь от Солнца.
На этой схеме видно пройденное расстояние и дата, к которой «ЭкзоМарс» это расстояние пройдёт. 14 марта состоялся запуск, в начале июня аппарат пройдёт 200 миллионов километров, в сентябре — 400 миллионов, а к дате посадки, 19 октября, преодолеет почти 500 миллионов километров. Обратите внимание, что скорость полёта со временем снижается.
Фрэнк Будник напоминает, что сравнивать нужно правильные цифры, что в случае «скорости космического корабля» и «рекордов скорости» — не одно и то же. Рекордом New Horizons считают 16,26 км/c, это 58500 км/ч. Именно с этой скоростью «Новые Горизонты» преодолел расстояние от Земли до Луны — это первые 8 часов 35 минут полёта.
Ни до, ни после New Horizons, космические аппараты не улетали с Земли с такой скоростью. Но если мы будем говорить о скорости на гелиоцентрической орбите, то к 16,26 км/с нужно добавить скорость Земли — это 30 км/с, и мы получаем приблизительно 46 км/c относительно Солнца. Это впечатляющая скорость, но уже не рекордная. Рекорд был у аппарата Helios 2 — 70 км/с.
«ЭкзоМарс» движется не так быстро. За 218 дней 16 часов и 56 минут аппарат пройдёт 500 миллионов километров. Его средняя скорость на гелиоцентрической траектории составит 26,5 км/с — между скоростями Земли в 30 км/с и Марса в 24 км/с.
Теперь представим это в виде математической задачи.
Дано:
- Расстояние = 500 000 000 км
- Время = 218,67 дней = 5248 часов = 314 885 минут = 18 893 088 секунд
- Скорость = расстояние / время
- Скорость = 500 000 000 км / 18 893 088 секунд = 26,5 км/секунду
Только учтите, что это средняя скорость, а аппарат замедляется на протяжении всего пути к Марсу, как видно на графике выше.
Подробнее о самой миссии читайте в Орбитальном детективе и в Двенадцати часах страха за «ЭкзоМарс».
Комментарии (20)
nagvv
26.03.2016 22:52+13Народ спрашивает, а физики негодуют:«В какой системе отсчета!?»
Leozaur
27.03.2016 06:00+2Ну т.е. краткий ответ сводится к тому, что рекорд скорости был относительно Земли, а скорость ExoMars автор вопроса посчитал относительно Солнца.
Mad__Max
28.03.2016 06:20-1Негодование отфутболивается обратно физикам написавшим от лица ЕКА про 500 млн. км пути без уточнения в какой системе отсчета это расстояние рассчитано!
Указали бы изначально — и самого вопроса у читателей скорее всего не возникло.
74311
26.03.2016 23:46+2/ На Земле такое возможно — корабли и самолёты двигаются по прямой…
не совсем корректное утверждение, конечно если автор строк не сторонник концепции плоской земли или никогда не слышал про геодезические линии
BubaVV
27.03.2016 02:10+23
artyums
28.03.2016 09:21Спасибо за упоминание этого чудесного симулятора! Вчера купил себе, первые два тренировочных задания уже очень понравились! Это невероятно, всегда хотелось какую-то похожую игру :)
BubaVV
28.03.2016 10:58На здоровье. Там кстати в туториале с возвратом с Муны опечатка, делающая его почти не возможным — там предлагают сделать апоцентр для аэроторможения 25 км, при нем капсула сгорит. Надо повыше, километров 40-45. Дальнейшие туториалы еще хуже
artyums
28.03.2016 11:09Ух, мне бы еще долететь туда :)
Не знаете, на русский язык энтузиасты не переводили? У меня хоть и с английским проблем почти нет, но приходится из-за этого на паузу ставить постоянно :(
Serenevenkiy
28.03.2016 13:24да там смысла особого нет переводить. Основные знания и мануалы на английском, поэтому учиться всё равно придётся на английском.
И ещё: сообщество KSP считают одним из лучших игровых на реддите. Там ответят на вообще все вопросы. https://www.reddit.com/r/kerbalspaceprogram
Serenevenkiy
28.03.2016 13:21Это потому что туториалы для старых версий. Там можно было заходить на 25 км без щита и было нормально.
Stronix
27.03.2016 08:42+12На Земле такое возможно — корабли и самолёты двигаются по прямой, иногда меняя направление в заданных точках маршрута.
Ага, значит она всё-таки плоская!
Dum_spiro_spero
27.03.2016 15:12Прошу прощения — а откуда взялись 500 млн. км?
На видео отсчет идет со 141 млн. км, расстояние до Марса (пусть и неправильно посчитанное) от 54 до 400 млн. км. Но вряд ли аппарат будут запускать в периоды максимального удаления.
Или я чего-то не заметил?qthree
27.03.2016 15:25+3Марс не будет висеть и ждать пока Вы до него долетите. Вот представьте что летят два истребителя. Между ними 1км. Первый стреляет во второй ракетой. Ракете надо сократить дистанцию между истребителями всего на 1км, но пока она будет сокращать эту дистанцию, она успеет пролететь относительно земли расстояние во много раз больше.
Novitsky
27.03.2016 16:05В том же самом видео показано, что он летит не по прямой. Так что если взять и разогнуть в прямую трек аппарата получится намного больше, чем даже максимальное расстояние до Марса.
lozga
27.03.2016 17:24+4Когда покидали Землю — скорость в районе 11 км/с относительно Земли. Когда летели к Марсу относительно Солнца падала с 32 км/с. Когда выходили на орбиту Марса — порядка 5 км/с, относительно Марса. Средняя скорость относительно непонятно чего выглядит странно. На мой взгляд правильнее было бы попытаться объяснить, что так, "в лоб", скорость не посчитаешь.
kaichou
28.03.2016 10:37> На Земле такое возможно — корабли и самолёты двигаются по прямой…
Вот, кстати, на примере кораблей и, особенно, самолётов этот вопрос вполне можно объяснить.
Это как самолёт со скоростью 850 км/ч в одну сторону летит за 6 часов, а обратно за 8.
Понять, что скорость в авиации даётся относительно воздуха (ветра) — обычно ни для кого не вызывает проблем.
alff31
Вообще правильный ответ был бы в объяснении того, что неккоректно сравнивать скорость New Horizon относительно земли и ExoMars относительно солнца.
Сравнение скоростей относительно солнца вообще не совсем корректно, поскольку эта величина не заслуга двигателей и ускорения самого аппарата, а гравитации, траектории и орбиты. У сильно вытянутых орбит скорость в апоцентре и перицентре может различаться в сотни и тысячи раз. И о скорости там говорить смысла особого нет, тк она все время меняется.
Соответвенно аппарат, отправленный к солнцу разгонится сильнее всего, а аппарат направленный к задворкам солнечной системы будет медлено ползти. Например, Вояджер-2, который находится в 110 а.е. от солнца движется медленней орбитальной скорости Земли, то есть у него скорость меньше, чем у нас с вами, сидящих в кресле возле компьютера.