Planeten Mars har få ting til felles. Begge planetene har omtrent samme mengde landoverflate, vedvarende polarhetter, og begge har en lignende tilt i rotasjonsaksene, noe som gir hver av dem sterk sesongvariabilitet. I tillegg presenterer begge planetene sterke bevis for at de har gjennomgått klimaendringer tidligere. I Mars tilfelle peker dette beviset mot at det en gang har en levedyktig atmosfære og flytende vann på overflaten.
Samtidig er våre to planeter egentlig ganske forskjellige, og på en rekke veldig viktige måter . En av disse er det faktum at tyngdekraften på Mars bare er en brøkdel av det den er her på jorden. Å forstå effekten dette sannsynligvis vil ha på mennesker, er av ekstrem betydning når det gjelder tid til å sende mannskapsoppdrag til Mars, for ikke å nevne potensielle kolonister.
Mars Sammenlignet med jorden:
Forskjellene mellom Mars og jorden er alle avgjørende for livets eksistens slik vi kjenner det. For eksempel er atmosfæretrykket på Mars en liten brøkdel av hva det er her på jorden – i gjennomsnitt 7,5 millibar på Mars til litt over 1000 her på jorden. Den gjennomsnittlige overflatetemperaturen er også lavere på Mars, og ligger på en kjølig -63 ° C sammenlignet med jordens milde 14 ° C.
Og mens lengden på en marsdag er omtrent den samme som den er her på jorden (24 timer 37 minutter ), lengden på et marsår er betydelig lengre (687 dager). På toppen av dette er tyngdekraften på Mars overflate mye lavere enn den er her på jorden – 62% lavere for å være presis. På bare 0,376 av Jordens standard (eller 0,376 g), ville en person som veier 100 kg på jorden bare veie 38 kg på Mars.
Denne forskjellen i overflatetyngdekraft skyldes en rekke faktorer – masse tetthet og radius er den fremste. Selv om Mars har nesten samme landoverflate som jorden, har den bare halvparten av diameteren og mindre tetthet enn jorden – og har omtrent 15% av jordens volum og 11% av massen.
Beregning av Mars tyngdekraft:
Forskere har beregnet tyngdekraften til Mars basert på Newtons teori om universell gravitasjon, som sier at gravitasjonskraften som utøves av et objekt er proporsjonal med massen. Når den påføres en sfærisk kropp som en planet med en gitt masse, vil overflatens tyngdekraft være omtrent omvendt proporsjonal med kvadratet av radiusen. Når den påføres et sfærisk legeme med en gitt gjennomsnittlig tetthet, vil det være omtrent proporsjonalt med radiusen.
Disse proporsjonalitetene kan uttrykkes med formelen g = m / r2, hvor g er overflatens tyngdekraft på Mars (uttrykt som et multiplum av jordens, som er 9,8 m / s²), m er dens masse – uttrykt som et multiplum av jordens masse (5.976 · 1024 kg) – og r dens radius, uttrykt som et multiplum av jordens ( gjennomsnittlig) radius (6.371 km).
For eksempel har Mars en masse på 6,4171 x 1023 kg, som er 0,107 ganger jordens masse. Den har også en gjennomsnittlig radius på 3.389,5 km, som regner ut til 0,532 jordradier. Overflatens tyngdekraft på Mars kan derfor uttrykkes matematisk som: 0.107 / 0.532², hvorfra vi får verdien på 0.376. Basert på jordens egen overflatetyngdekraft, fungerer dette til en akselerasjon på 3,711 meter per sekund i kvadrat.
Implikasjoner:
For tiden er det ukjent hva som påvirker langvarig eksponering for denne mengden tyngdekraft vil ha på menneskekroppen. Imidlertid har pågående forskning om effekten av mikrogravitasjon på astronauter vist at den har en skadelig effekt på helsen – som inkluderer tap av muskelmasse, bentetthet, organfunksjon og til og med syn.
Å forstå Mars tyngdekraft og dens innvirkning på jordiske vesener er et viktig første skritt hvis vi en dag vil sende astronauter, oppdagelsesreisende og til og med nybyggere dit. I utgangspunktet vil virkningene av langvarig eksponering for tyngdekraften som er litt over en tredjedel av jordens normale, være et sentralt aspekt av planene for kommende bemannede oppdrag eller koloniseringsarbeid.
For eksempel gjør publikumsprosjekter som Mars One godtgjørelser for sannsynligheten for muskelforringelse og osteoporose for deltakerne. Med henvisning til en nylig studie av internasjonale romstasjon (ISS) astronauter, erkjenner de at oppdragets varighet fra 4-6 måneder viser et maksimalt tap på 30% muskelytelse og maksimalt tap på 15% muskelmasse.
Deres foreslåtte oppdrag krever mange måneder i rommet for å komme til Mars, og for de som melder seg frivillig til å tilbringe resten av livet sitt på Mars-overflaten. Naturligvis hevder de også at deres astronauter vil være «godt forberedt med et vitenskapelig gyldig mottiltaksprogram som vil holde dem sunne, ikke bare for oppdraget til Mars, men også når de blir tilpasset livet under tyngdekraften på Mars-overflaten.» Hva disse tiltakene er gjenstår å se.
Å lære mer om Mars tyngdekraft og hvordan terrestriske organismer klarer seg under den, kan også være en velsignelse for romforskning og oppdrag til andre planeter. Og ettersom mer informasjon blir produsert av de mange robotlandings- og orbiter-oppdragene på Mars, samt planlagte bemannede oppdrag, kan vi forvente å få et klarere bilde av hvordan tyngdekraften på Mars er på nært hold.
Når vi komme nærmere NASAs foreslåtte bemannede oppdrag til Mars, som for øyeblikket er planlagt å finne sted i 2030, kan vi absolutt forvente at mer forskningsinnsats vil bli forsøkt.
Vi har skrevet mange interessante artikler om Mars her på Universet I dag. Her er hvor sterk tyngdekraften på andre planeter er ?, Marsens tyngdekraft som skal testes på mus, Mars sammenlignet med jorden, kan asteroider rystes og omrøres av Mars tyngdekraft, hvordan koloniserer vi Mars? Hvordan kan vi leve på Mars? , og hvordan terraformer vi Mars?
Informasjon om Mars Grav det er biosatellitt. Og barna kan like dette; et prosjekt de kan bygge for å demonstrere tyngdekraften på Mars.
Astronomy Cast har også noen fantastiske episoder om emnet. Her er Episode 52: Mars, og Episode 95: Humans to Mars, Part 2 – Colonists.