Planeta Mars ma kilka wspólnych cech. Obie planety mają w przybliżeniu taką samą powierzchnię lądu, podtrzymywane czapy polarne, i obie mają podobne nachylenie w swoich osiach obrotowych, co daje każdej z nich silną zmienność sezonową. Ponadto obie planety stanowią mocne dowody, że przeszły zmiany klimatu w przeszłości. W przypadku Marsa dowody te wskazują na to, że na jego powierzchni znajduje się realna atmosfera i ciekła woda.
Jednocześnie nasze dwie planety są naprawdę bardzo różne i na wiele bardzo ważnych sposobów. Jednym z nich jest fakt, że grawitacja na Marsie jest tylko ułamkiem tego, co jest tutaj na Ziemi. Zrozumienie wpływu, jaki prawdopodobnie będzie to miało na ludzi, ma ogromne znaczenie, gdy przychodzi czas na wysłanie załogi na Marsa, nie mówiąc już o potencjalnych kolonistach.
Mars w porównaniu do Ziemi:
Różnice między Marsem a Ziemią są kluczowe dla istnienia życia, jakie znamy. Na przykład ciśnienie atmosferyczne na Marsie stanowi niewielki ułamek tego, co jest tutaj na Ziemi - średnio 7,5 milibara na Marsie do nieco ponad 1000 tutaj na Ziemi. Średnia temperatura powierzchni jest również niższa na Marsie, plasując się w mroźnej temperaturze -63 ° C w porównaniu z ziemistym 14 ° C.
I chociaż długość marsjańskiego dnia jest mniej więcej taka sama jak na Ziemi (24 godziny 37 minut), długość marsjańskiego roku jest znacznie dłuższa (687 dni). Ponadto grawitacja na powierzchni Marsa jest znacznie niższa niż na Ziemi - a dokładniej o 62%. W zaledwie 0,376 standardu Ziemi (lub 0,376 sol), osoba ważąca 100 kg na Ziemi ważyłaby na Marsie tylko 38 kg.
Ta różnica w grawitacji powierzchni wynika z wielu czynników - przede wszystkim masy, gęstości i promienia. Chociaż Mars ma prawie taką samą powierzchnię lądową jak Ziemia, ma tylko połowę średnicy i mniejszą gęstość niż Ziemia - posiadając około 15% objętości Ziemi i 11% swojej masy.
Obliczanie grawitacji marsjańskiej:
Naukowcy obliczyli grawitację Marsa w oparciu o Teorię Uniwersalnej Grawitacji Newtona, która stwierdza, że siła grawitacji wywierana przez obiekt jest proporcjonalna do jego masy. Po nałożeniu na kuliste ciało, takie jak planeta o danej masie, grawitacja powierzchniowa będzie w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalna do kwadratu jego promienia. Po nałożeniu na kuliste ciało o danej średniej gęstości będzie w przybliżeniu proporcjonalne do jego promienia.
Te proporcje można wyrazić wzorem sol = m/r2, gdzie sol to grawitacja powierzchniowa Marsa (wyrażona jako wielokrotność Ziemi), czyli 9,8 m / s²), m to jej masa - wyrażona jako wielokrotność masy Ziemi (5.976 · 1024 kg) - i r jego promień, wyrażony jako wielokrotność (średniego) promienia Ziemi (6 371 km).
Na przykład Mars ma masę 6,4171 x 1023 kg, co stanowi 0,107 masy Ziemi. Ma również średni promień 3 389,5 km, co daje 0,532 promienia Ziemi. Ciężar powierzchniowy Marsa można zatem wyrazić matematycznie jako: 0,107 / 0,532², z którego otrzymujemy wartość 0,376. W oparciu o grawitację powierzchniową Ziemi działa to z przyspieszeniem 3,711 metra na sekundę do kwadratu.
Implikacje:
Obecnie nie wiadomo, jaki wpływ będzie miało długotrwałe narażenie na taką grawitację na ludzkie ciało. Jednak trwające badania nad wpływem mikrograwitacji na astronautów wykazały, że ma on szkodliwy wpływ na zdrowie - w tym utratę masy mięśniowej, gęstości kości, funkcji narządów, a nawet wzroku.
Zrozumienie grawitacji Marsa i jego wpływu na istoty lądowe jest ważnym pierwszym krokiem, jeśli chcemy kiedyś wysłać astronautów, odkrywców, a nawet osadników. Zasadniczo skutki długotrwałej ekspozycji na grawitację, która jest nieco ponad jedna trzecia normalnej dla Ziemi, będą kluczowym aspektem wszelkich planów nadchodzących załogowych misji lub wysiłków kolonizacyjnych.
Na przykład projekty pozyskiwane z tłumu, takie jak Mars One, uwzględniają prawdopodobieństwo pogorszenia się mięśni i osteoporozy u ich uczestników. Powołując się na niedawne badania astronautów Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), przyznają, że czas trwania misji od 4 do 6 miesięcy wykazuje maksymalną utratę 30% wydajności mięśni i maksymalną utratę 15% masy mięśniowej.
Proponowana misja wymaga wielu miesięcy w kosmosie, aby dostać się na Marsa, a tych, którzy na ochotnika spędzą resztę życia, mieszkając na powierzchni Marsa. Oczywiście twierdzą również, że ich astronauci będą „dobrze przygotowani dzięki naukowo uzasadnionemu programowi środków zaradczych, który zapewni im zdrowie nie tylko podczas misji na Marsa, ale także w miarę przystosowywania się do życia pod wpływem grawitacji na powierzchni Marsa”. Jakie są te środki, dopiero się okaże.
Dowiedz się więcej o marsjańskiej grawitacji i o tym, jak radzą sobie z nią organizmy lądowe, może być dobrodziejstwem dla eksploracji kosmosu i misji na inne planety. A ponieważ więcej informacji jest generowanych przez wiele robotycznych misji lądowników i orbiterów na Marsie, a także planowane misje załogowe, możemy spodziewać się lepszego obrazu tego, jak Marsjańska grawitacja jest bliska.
W miarę zbliżania się do proponowanej przez NASA załogowej misji na Marsa, która obecnie ma się odbyć w 2030 roku, z pewnością możemy spodziewać się, że podjęte zostaną dalsze wysiłki badawcze.
W Space Magazine napisaliśmy wiele interesujących artykułów o Marsie. Oto jak silna jest grawitacja na innych planetach ?, grawitacja marsjańska na myszach, Mars w porównaniu z ziemią, asteroidy mogą wstrząsnąć i poruszone przez grawitację Marsa, jak kolonizujemy Marsa? Jak możemy żyć na Marsie? I Jak możemy Terraform Mars?
Informacje na temat biosatelity grawitacyjnej Mars. A dzieciom może się to podobać; projekt, który mogą zbudować, aby zademonstrować grawitację Marsa.
Astronomy Obsada ma również kilka wspaniałych odcinków na ten temat. Oto odcinek 52: Mars i odcinek 95: Ludzie na Marsa, część 2 - Koloniści.
Źródła:
- NASA: Solar System Exploration - Mars
- MIT - misja polegająca na badaniu wpływu grawitacji Marsa na ssaki
- Mars One - W jaki sposób misja Marsa fizycznie wpłynie na astronautów
- Wikipedia - Mars
