De planeet Mars heeft weinig dingen gemeen. Beide planeten hebben ongeveer evenveel landoppervlak, aanhoudende poolkappen, en beide hebben een vergelijkbare kanteling in hun rotatieassen, waardoor ze elk een sterke seizoensvariabiliteit hebben. Bovendien presenteren beide planeten sterke aanwijzingen dat ze in het verleden klimaatverandering hebben ondergaan. In het geval van Mars wijst dit bewijs erop dat het ooit een levensvatbare atmosfeer en vloeibaar water op het oppervlak had.
Tegelijkertijd zijn onze twee planeten echt heel verschillend, en op een aantal zeer belangrijke manieren . Een daarvan is het feit dat de zwaartekracht op Mars slechts een fractie is van wat het hier op aarde is. Inzicht in het effect dat dit waarschijnlijk zal hebben op mensen is van extreem belang als het tijd is om bemande missies naar Mars te sturen, om nog maar te zwijgen van potentiële kolonisten.
Mars vergeleken met de aarde:
De verschillen tussen Mars en de aarde zijn allemaal cruciaal voor het bestaan van leven zoals wij dat kennen. De atmosferische druk op Mars is bijvoorbeeld een kleine fractie van wat het hier op aarde is – gemiddeld 7,5 millibar op Mars tot iets meer dan 1000 hier op aarde. De gemiddelde oppervlaktetemperatuur is ook lager op Mars, met een ijskoude -63 ° C vergeleken met de zwoele 14 ° C op aarde.
En hoewel de lengte van een Marsdag ongeveer hetzelfde is als hier op aarde (24 uur 37 minuten ), is de lengte van een Marsjaar aanzienlijk langer (687 dagen). Bovendien is de zwaartekracht op het oppervlak van Mars veel lager dan hier op aarde – 62% lager om precies te zijn. Met slechts 0,376 van de aardse standaard (of 0,376 g), zou een persoon die 100 kg weegt op aarde slechts 38 kg wegen op Mars.
Dit verschil in oppervlaktezwaartekracht is te wijten aan een aantal factoren – massa , dichtheid en straal zijn de belangrijkste. Hoewel Mars bijna hetzelfde landoppervlak heeft als de aarde, heeft het slechts de helft van de diameter en minder dichtheid dan de aarde en bezit het ongeveer 15% van het aardvolume en 11% van zijn massa.
Berekening van de zwaartekracht van Mars:
Wetenschappers hebben de zwaartekracht van Mars berekend op basis van de theorie van de universele zwaartekracht van Newton, die stelt dat de zwaartekracht die door een object wordt uitgeoefend evenredig is met zijn massa. Wanneer toegepast op een bolvormig lichaam zoals een planeet met een bepaalde massa, zal de zwaartekracht op het oppervlak ongeveer omgekeerd evenredig zijn met het kwadraat van zijn straal. Wanneer toegepast op een bolvormig lichaam met een bepaalde gemiddelde dichtheid, zal het ongeveer evenredig zijn met zijn straal.
Deze proportionaliteiten kunnen worden uitgedrukt door de formule g = m / r2, waarbij g de zwaartekracht van het oppervlak van Mars is (uitgedrukt als een veelvoud van de aarde, dat is 9,8 m / s²), m is zijn massa – uitgedrukt als een veelvoud van de massa van de aarde (5,976 · 1024 kg) – en r zijn straal, uitgedrukt als een veelvoud van de aarde ( gemiddelde straal (6.371 km).
Mars heeft bijvoorbeeld een massa van 6,4171 x 1023 kg, wat 0,107 keer de massa van de aarde is. Het heeft ook een gemiddelde straal van 3.389,5 km, wat neerkomt op 0,532 aardstralen. De zwaartekracht van Mars kan daarom wiskundig worden uitgedrukt als: 0,107 / 0,532², waarvan we de waarde 0,376 halen. Op basis van de zwaartekracht van de aarde komt dit neer op een versnelling van 3,711 meter per seconde in het kwadraat.
Implicaties:
Op dit moment is niet bekend wat de effecten zijn van langdurige blootstelling aan deze hoeveelheid zwaartekracht zal op het menselijk lichaam rusten. Lopend onderzoek naar de effecten van microzwaartekracht op astronauten heeft echter aangetoond dat het een schadelijk effect heeft op de gezondheid, waaronder verlies van spiermassa, botdichtheid, orgaanfunctie en zelfs gezichtsvermogen.
Het begrijpen van de zwaartekracht van Mars en de invloed daarvan op aardse wezens is een belangrijke eerste stap als we ooit astronauten, ontdekkingsreizigers en zelfs kolonisten daarheen willen sturen. Kortom, de effecten van langdurige blootstelling aan de zwaartekracht die iets meer dan een derde van de normale aarde is, zullen een belangrijk aspect zijn van alle plannen voor aanstaande bemande missies of kolonisatie-inspanningen.
Bijvoorbeeld, crowd-sourced projecten zoals Mars One houden rekening met de waarschijnlijkheid van spierverslechtering en osteoporose voor hun deelnemers. Onder verwijzing naar een recente studie van astronauten van het International Space Station (ISS), erkennen ze dat missieduren variërend van 4-6 maanden een maximaal verlies van 30% spierprestaties en maximaal verlies van 15% spiermassa laten zien.
Hun voorgestelde missie vereist vele maanden in de ruimte om naar Mars te komen, en voor degenen die vrijwilligerswerk doen om de rest van hun leven op het oppervlak van Mars te leven. Natuurlijk beweren ze ook dat hun astronauten “goed voorbereid zullen zijn met een wetenschappelijk onderbouwd tegenmaatregelenprogramma dat hen gezond zal houden, niet alleen voor de missie naar Mars, maar ook naarmate ze zich aanpassen aan het leven onder zwaartekracht op het oppervlak van Mars.” Wat deze maatregelen zijn, valt nog te bezien.
Meer te weten komen over de zwaartekracht van Mars en hoe terrestrische organismen het eronder doen, zou een zegen kunnen zijn voor verkenning van de ruimte en ook voor missies naar andere planeten. En aangezien er meer informatie wordt geproduceerd door de vele robotlander- en orbiter-missies op Mars, evenals geplande bemande missies, kunnen we van dichtbij een duidelijker beeld verwachten van hoe de zwaartekracht van Mars eruit ziet.
dichter bij de door NASA voorgestelde bemande missie naar Mars, die momenteel gepland staat voor 2030, kunnen we zeker verwachten dat er meer onderzoek zal worden gedaan.
We hebben hier bij Universum veel interessante artikelen over Mars geschreven. Hier is hoe sterk is de zwaartekracht op andere planeten ?, Marszwaartekracht moet worden getest op muizen, Mars in vergelijking met de aarde, asteroïden kunnen worden geschud en bewogen door de zwaartekracht van Mars, hoe kunnen we Mars koloniseren? Hoe kunnen we leven op Mars? , en hoe we Mars vormen?
Informatie over de Mars Grav ity Biosatellite. En de kinderen vinden dit misschien leuk; een project dat ze kunnen bouwen om de zwaartekracht van Mars te demonstreren.
Astronomy Cast heeft ook een aantal prachtige afleveringen over het onderwerp. Hier is aflevering 52: Mars en aflevering 95: Humans to Mars, Part 2 – Colonists.