Planeta Mars ma niewiele wspólnego. Obie planety mają mniej więcej taką samą powierzchnię lądu, utrzymywane czapy polarne i obie mają podobne nachylenie w swoich osiach obrotowych, co zapewnia każdej z nich silną zmienność sezonową. Ponadto obie planety stanowią mocne dowody na to, że w przeszłości uległy zmianie klimatu. W przypadku Marsa dowody te wskazują na to, że kiedyś miał on na swojej powierzchni zdolną do życia atmosferę i wodę w stanie ciekłym.
Jednocześnie nasze dwie planety są naprawdę całkiem różne i na wiele bardzo ważnych sposobów . Jednym z nich jest fakt, że grawitacja na Marsie to tylko ułamek tego, co jest na Ziemi. Zrozumienie wpływu, jaki będzie to prawdopodobnie miało na ludzi, ma ogromne znaczenie, gdy przychodzi czas na wysyłanie załogowych misji na Marsa, nie wspominając o potencjalnych kolonistach.
Mars w porównaniu z Ziemią:
Wszystkie różnice między Marsem a Ziemią są kluczowe dla istnienia życia, jakie znamy. Na przykład ciśnienie atmosferyczne na Marsie jest niewielkim ułamkiem tego, co jest tutaj na Ziemi – średnio od 7,5 milibara na Marsie do nieco ponad 1000 na Ziemi. Średnia temperatura powierzchni na Marsie jest również niższa i wynosi -63 ° C w porównaniu z przyjemnym 14 ° C na Ziemi.
I chociaż długość marsjańskiego dnia jest mniej więcej taka sama, jak tutaj na Ziemi (24 godziny i 37 minut ), długość roku marsjańskiego jest znacznie dłuższa (687 dni). Co więcej, grawitacja na powierzchni Marsa jest znacznie niższa niż na Ziemi – dokładnie 62% niższa. Przy zaledwie 0,376 ziemskiego standardu (lub 0,376 g) osoba ważąca 100 kg na Ziemi ważyłaby tylko 38 kg na Marsie.
Ta różnica w grawitacji powierzchniowej wynika z wielu czynników – masy gęstość i promień są najważniejsze. Chociaż Mars ma prawie taką samą powierzchnię jak Ziemia, ma tylko połowę średnicy i mniejszą gęstość niż Ziemia – posiada w przybliżeniu 15% objętości Ziemi i 11% jej masy.
Obliczanie grawitacji Marsa:
Naukowcy obliczyli grawitację Marsa w oparciu o teorię uniwersalnej grawitacji Newtona, zgodnie z którą siła grawitacji wywierana przez obiekt jest proporcjonalna do jego masy. Po przyłożeniu do ciała kulistego, takiego jak planeta o danej masie, grawitacja powierzchniowa będzie w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalna do kwadratu jej promienia. Po nałożeniu na ciało kuliste o danej średniej gęstości będzie w przybliżeniu proporcjonalne do jego promienia.
Te proporcje można wyrazić wzorem g = m / r2, gdzie g to grawitacja powierzchniowa Marsa (wyrażona jako wielokrotność Ziemi, która wynosi 9,8 m / s²), m to jej masa – wyrażona jako wielokrotność masy Ziemi (5,976 · 1024 kg) – ir jej promień, wyrażony jako wielokrotność masy Ziemi ( średni) promień (6 371 km).
Na przykład Mars ma masę 6,4171 x 1023 kg, czyli 0,107 mas Ziemi. Ma również średni promień 3 389,5 km, co daje 0,532 promienie Ziemi. Grawitację powierzchniową Marsa można zatem wyrazić matematycznie jako: 0,107 / 0,532², z czego otrzymujemy wartość 0,376. Opierając się na grawitacji powierzchniowej Ziemi, daje to przyspieszenie 3,711 metrów na sekundę do kwadratu.
Implikacje:
Obecnie nie wiadomo, jakie skutki długotrwałe narażenie na działanie taka ilość grawitacji będzie miała na ludzkim ciele. Jednak ciągłe badania nad wpływem mikrograwitacji na astronautów wykazały, że ma ona szkodliwy wpływ na zdrowie – w tym utratę masy mięśniowej, gęstości kości, funkcji narządów, a nawet wzroku.
Zrozumienie grawitacji Marsa i jej wpływu na istoty ziemskie jest ważnym pierwszym krokiem, jeśli chcemy kiedyś wysłać tam astronautów, odkrywców, a nawet osadników. Zasadniczo skutki długotrwałej ekspozycji na grawitację, która stanowi nieco ponad jedną trzecią normalnej Ziemi, będą kluczowym aspektem wszelkich planów dotyczących zbliżających się misji załogowych lub wysiłków kolonizacyjnych.
Na przykład w projektach społecznościowych, takich jak Mars One, uwzględniono prawdopodobieństwo pogorszenia się mięśni i osteoporozy u swoich uczestników. Powołując się na niedawne badanie astronautów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), przyznają, że czas trwania misji od 4-6 miesięcy wykazuje maksymalną utratę 30% wydajności mięśni i maksymalną utratę 15% masy mięśniowej.
Ich proponowana misja wymaga wielu miesięcy w kosmosie, aby dostać się na Marsa, a także dla ochotników, którzy spędzą resztę życia na powierzchni Marsa. Oczywiście twierdzą oni również, że ich astronauci będą „dobrze przygotowani, z naukowo uzasadnionym programem środków zaradczych, który zapewni im zdrowie, nie tylko do misji na Marsa, ale także po przystosowaniu się do życia pod wpływem grawitacji na powierzchni Marsa”. Jakie są te środki, dopiero się okaże.
Dowiedzenie się więcej o marsjańskiej grawitacji i o tym, jak żyją pod nią organizmy lądowe, może być dobrodziejstwem dla eksploracji kosmosu i misji na inne planety. A ponieważ więcej informacji jest generowanych przez wiele robotycznych misji lądowych i orbitujących na Marsie, a także planowanych misji załogowych, możemy spodziewać się jaśniejszego obrazu tego, jak wygląda marsjańska grawitacja z bliska.
zbliżyć się do proponowanej przez NASA misji załogowej na Marsa, która obecnie ma odbyć się w 2030 roku, z pewnością możemy spodziewać się podjęcia dalszych wysiłków badawczych.
Napisaliśmy wiele interesujących artykułów o Marsie tutaj, w Universe Dzisiaj. Oto jak silna jest grawitacja na innych planetach ?, marsjańska grawitacja do przetestowania na myszach, Mars w porównaniu z ziemią, asteroidy mogą zostać wstrząśnięte i poruszone przez grawitację Marsa, jak skolonizujemy Marsa? Jak możemy żyć na Marsie? i jak terraformujemy Marsa?
Informacje o grobie Marsa ity Biosatelita. A dzieciom może się to spodobać; projekt, który mogą zbudować, aby zademonstrować grawitację Marsa.
Astronomy Cast ma też kilka wspaniałych epizodów na ten temat. Oto odcinek 52: Mars i odcinek 95: Ludzie na Marsa, część 2 – Koloniści.