Ile trwa lot na Marsa? Czas w podróży zależny od wielu czynników
Lot na Marsa to jedno z największych wyzwań, przed jakimi stoi współczesna astronautyka. Ale jak długo naprawdę trwa podróż na Czerwoną Planetę? Czas lotu nie jest stały – zależy od szeregu zmiennych, takich jak pozycja orbitalna Ziemi i Marsa, rodzaj użytej technologii napędu czy konkretna trajektoria lotu. Średni czas podróży przy użyciu obecnej technologii to około 6 do 9 miesięcy, jednak ten parametr może się znacznie różnić w zależności od wybranego okna startowego i docelowej trasy.
Najkorzystniejsze okno startowe – co 26 miesięcy
Podstawowym ograniczeniem czasowym w lotach na Marsa jest dostępność tzw. okna startowego. Ziemia i Mars obiegają Słońce po różnych orbitach, a najbardziej efektywne – energetycznie i czasowo – momenty na rozpoczęcie lotu zdarzają się raz na około 26 miesięcy. Właśnie wtedy Mars znajduje się najbliżej Ziemi, co umożliwia wykorzystanie tzw. transferu Hohmanna – eliptycznej trajektorii pozwalającej na najniższe zużycie paliwa przy stosunkowo rozsądnym czasie przelotu.
Transfer Hohmanna – standardowa trajektoria lotu
Transfer Hohmanna to najczęściej rozpatrywany sposób przemieszczania się między planetami w naszym Układzie Słonecznym. Ten rodzaj trajektorii zakłada przelot po elipsie, której perygeum (najbliższy punkt względem Słońca) znajduje się na orbicie Ziemi, a apogeum (najdalszy punkt) na orbicie Marsa. W przypadku takiego transferu, czas lotu wynosi około 259 dni, czyli około 8,5 miesiąca. Jest to obecnie najpopularniejsza koncepcja dla przyszłych misji załogowych.
Jak długo trwała podróż bezzałogowych misji na Marsa?
Historia pokazuje zróżnicowany czas dotarcia na Marsa. Przykładowo:
- Misja NASA Perseverance (2020) – około 204 dni (6,8 miesiąca)
- Misja InSight (2018) – 6,5 miesiąca
- Misja Curiosity (2011) – 254 dni (8,4 miesiąca)
Różnice te wynikają głównie z zastosowanej trajektorii, rodzaju napędu oraz dokładnych dat startu. Bezzałogowe misje są zazwyczaj lżejsze, co pozwala na większą elastyczność w projektowaniu trasy lotu. W przypadku misji załogowych wyzwaniem jest nie tylko czas, ale również zapewnienie bezpieczeństwa i komfortu astronautów podczas wielomiesięcznego przelotu przez przestrzeń kosmiczną.
Nowoczesne napędy skracające czas podróży na Marsa
W miarę rozwoju technologii pojawiają się rozwiązania, które mogą znacząco skrócić czas podróży na Marsa. Jednym z głównych kandydatów jest napęd jonowy, który pozwala na długotrwałe, choć powolne, przyspieszanie statku w przestrzeni. Choć przyspieszenie nie jest duże, po miesiącach pracy daje to możliwość osiągnięcia znacznych prędkości.
Rozpatrywane są także koncepcje takie jak:
- Napęd plazmowy VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) – potencjalnie skróci lot do Marsa nawet do 40 dni.
- Reaktory jądrowe w roli źródła energii – pozwalają na bardziej wydajne zasilanie i możliwość korzystania z alternatywnych form napędu.
- Solarne żagle lub silniki fotonowe – wykorzystujące promienie słoneczne do przemieszczania się po przestrzeni kosmicznej.
Jednak wiele z tych technologii znajduje się jeszcze we wczesnej fazie rozwoju i zanim zostaną wdrożone do załogowych misji na Marsa, minie zapewne jeszcze kilka dekad.
Misje załogowe – planowany przebieg i kluczowe etapy
Planowana misja załogowa na Marsa obejmuje nie tylko sam lot, ale również bardzo szczegółowo zaplanowany harmonogram przygotowań, przelotu, operacji na powierzchni oraz powrotu. Przykładowa misja może wyglądać tak:
- Etap startu – wystrzelenie rakiety i wejście na orbitę Ziemi.
- Etap transferu międzyplanetarnego – faza przelotu z Ziemi do Marsa, trwająca od 6 do 9 miesięcy.
- Wejście na orbitę Marsa i lądowanie – procedura bardzo ryzykowna ze względu na cienką atmosferę Marsa.
- Pobyt na Marsie – może trwać od kilkunastu dni do nawet 500 dni, w zależności od wybranego planu misji i dostępności kolejnego korzystnego okna powrotnego.
- Powrót na Ziemię – ponowny przelot przez przestrzeń kosmiczną, zazwyczaj w kolejnym oknie startowym, co oznacza dodatkowe 6–9 miesięcy podróży.
Całkowity czas misji załogowej na Marsa może zatem wynosić nawet 2,5 do 3 lat. To ogromne wyzwanie logistyczne, psychologiczne i technologiczne.
Plany NASA i SpaceX na misje załogowe
NASA planuje pierwszą załogową misję na Marsa około roku 2033. W ramach programu Artemis, którego głównym celem jest powrót człowieka na Księżyc, budowane są pojazdy i technologie mające w przyszłości umożliwić loty międzyplanetarne. Kluczową rolę pełni tu budowa stacji Lunar Gateway, która ma być przystankiem w dalszych wyprawach.
Równocześnie firma SpaceX Elona Muska pracuje nad rakietą Starship, która w zamyśle ma przewozić ludzi oraz ładunki na Marsa i być częściowo wielokrotnego użytku. Musk deklaruje możliwość realizacji pierwszych próbnych misji już w latach 2020. XXI wieku, jednak jak dotąd konkretne daty są przesuwane.
Czy można polecieć na Marsa i wrócić przy jednym oknie startowym?
Teoretycznie – nie. Wynika to z mechaniki orbitalnej. Ziemia i Mars poruszają się po własnych orbitach i po przylocie na Marsa trzeba poczekać na kolejne korzystne okno powrotne, które przypada około 18–24 miesięcy po starcie. Dlatego misja typu „tam i z powrotem” w krótkim czasie nie jest możliwa. To jeden z głównych powodów, dla których pobyt na Marsie musi być tak długi.
Wpływ długości misji na zdrowie astronautów
Wielomiesięczny lot na Marsa to olbrzymie obciążenie dla ludzkiego organizmu. W warunkach mikrograwitacji dochodzi do zaniku masy mięśniowej i kostnej, zaburzeń układu krążenia i zmniejszenia odporności. Dodatkowo astronautów narażają promieniowanie kosmiczne i psychologiczne skutki izolacji. Dlatego konieczne są intensywne badania i testowanie systemów podtrzymywania życia, systemów ochrony przed promieniowaniem oraz zaawansowanych technologii medycznych.