سفر به سیاره سرخ: چقدر با مریخ فاصله داریم و هر آنچه باید بدانید!
سفر به سیاره سرخ به عوامل مختلفی ازجمله موقعیت زمین و مریخ و فناوری‌های موجود بستگی دارد. برای تعیین مدت‌زمان رسیدن به مریخ، ابتدا باید بدانیم فاصله این دو سیاره چقدر است. در این مقاله قصد داریم از جنبه‌های مختلف به بررسی فاصله زمین تا مریخ بپردازیم.
فاصله زمین تا مریخ چند کیلومتر است؟
فاصله مریخ از زمین بسته به مدار آن‌ها به دور خورشید، بسیار متفاوت است. در تئوری، کمترین فاصله این دو سیاره زمانی است که مریخ به نزدیک‌ترین نقطه خود به خورشید (حضیض) و زمین به دورترین نقطه خود از خورشید (اوج) می‌رسد. در چنین شرایطی، این دو سیاره در فاصله 54.6 میلیون کیلومتری از یکدیگر قرار می‌گیرند – اما طبق گفته ناسا، این اتفاق هنوز در تاریخ رخ نداده است!
نزدیک‌ترین فاصله مریخ از زمین در آگوست 2003 ثبت شد؛ زمانی که این دو سیاره در فاصله ۵۵,۷۵۸,۰۰۵ میلیون کیلومتری از هم قرار داشتند. به گفته ناسا، این دو سیاره تا سال 2237 دیگر به این اندازه به یکدیگر نزدیک نخواهند شد.
مریخ و زمین زمانی بیشترین فاصله را از هم دارند که هر دو در نقطه اوج و در طرف مقابل خورشید باشند. این فاصله به 401 میلیون کیلومتر می‌رسد. به‌طور کلی، میانگین فاصله بین زمین و مریخ حدود 225 میلیون کیلومتر است.
چرا فاصله زمین و مریخ تغییر می‌کند؟
مدار چرخش زمین و مریخ به دور خورشید، کاملاً دایره‌ای‌شکل نیست؛ بنابراین، فاصله بین این دو سیاره به‌طور مداوم درحال تغییر است. به گفته ناسا، مریخ تقریباً هر 26 ماه یک بار به زمین نزدیک می‌شود.
«مقابله» به وضعیتی در نجوم گفته می‌شود که یک سیاره خارجی در منظومه شمسی در سمت مقابل خورشید نسبت به زمین قرار بگیرد، به‌طوری که خورشید، زمین و آن سیاره در یک خط قرار گیرند.
براین‌اساس، مقابله مریخ زمانی رخ می‌دهد که زمین بین خورشید و سیاره سرخ قرار گیرد. در این موقعیت، مریخ روشن‌تر و بزرگ‌تر به‌نظر می‌رسد و برای مشاهده از طریق تلسکوپ در بهترین حالت است. در طول مقابله‌ها، می‌توانیم از روی زمین شاهد طلوع مریخ در شرق و غروب خورشید در غرب باشیم و سیاره سرخ در تمام طول شب در آسمان ما قابل مشاهده خواهد بود.
مقابله مریخ تقریباً هر 26 ماه یک بار رخ می‌دهد. هر 15 تا 17 سال، زمانی که مریخ در حضیض (نزدیک‌ترین نقطه به خورشید) است و زمین از بین مریخ و خورشید عبور می‌کند، شاهد مقابله‌های بسیار نزدیک مریخ هستیم.
به گفته دانشمندان، بسته به اینکه مریخ از زمین و خورشید دور می‌شود یا به‌سمت زمین و خورشید می‌رود، به‌دلیل مکانیک مداری آن‌ها، نزدیک‌ترین فاصله می‌تواند به‌ترتیب چند روز قبل یا چند روز بعد از مقابله رخ دهد.
این زمان نه‌تنها فرصتی عالی برای تماشای آسمان ایجاد می‌کند، بلکه بهترین زمان برای پرتاب فضاپیما به مریخ است. بسیاری از مأموریت‌ها از فاصله نزدیک به مریخ فرستاده شده‌اند، به همین دلیل است که اغلب هر دو سال یک بار شاهد پرتاب مأموریت‌های مریخ (در صورت امکان بودجه) هستیم.
چقدر طول می‌کشد که نور از مریخ به چشم ما برسد؟
نور با سرعت 299792 کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند؛ بنابراین، مدت‌زمان رسیدن نور از مریخ به زمین (یا برعکس) برابر است با:
در نزدیک‌ترین فاصله: 182 ثانیه یا 3.03 دقیقه
در دورترین فاصله: 1342 ثانیه یا 22.4 دقیقه
زمان متوسط: 751 ثانیه یا کمی بیشتر از 12.5 دقیقه
بیشتر بخوانید: سرعت نور
فاصله زمین تا مریخ چند سال نوری است؟
یک سال نوری برابر است با فاصله‌ای که نور در طول یک سال طی می‌کند، که حدود ۹٫۴۶ تریلیون کیلومتر (۹٬۴۶۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰ کیلومتر) است. برای تبدیل فاصله زمین تا مریخ به سال نوری، باید ۲۲۵ میلیون کیلومتر را بر ۹.۴۶ تریلیون کیلومتر تقسیم کنیم:
بنابراین، فاصله متوسط بین این دو سیاره حدود ۰.۰۰۰۰۲۳۸ سال نوری است؛ یعنی حدود 12.5 دقیقه نوری.
چقدر طول می‌کشد تا به مریخ برسیم؟
گفتیم که میانگین فاصله بین زمین و مریخ 225 میلیون کیلومتر است؛ براساس این فاصله، اگر پیوسته در یک خط مستقیم ، از زمین به مریخ سفر کنیم و بین راه برای استراحت توقف نکنیم، زمان لازم برای رسیدن به سیاره سرخ با وسایل نقلیه مختلف به‌صورت زیر خواهد بود (اعداد تقریبی هستند):
به‌صورت پیاده (با سرعت 5 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 5137 سال
دوچرخه (متوسط سرعت 25 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 1027.4 سال
موتورسیکلت (متوسط سرعت 112 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 229.3 سال
ماشین (متوسط سرعت 120 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 214 سال
اسب (سرعت 40 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 642.12 سال
قایق (سرعت 20 گره دریایی): تقریباً 694.64 سال
قطار سریع‌السیر (320 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 80 سال
هواپیمای تجاری (925 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 27.76 سال
جت مافوق صوت کنکورد (2172 کیلومتر بر ساعت): تقریباً 11.82 سال
استارشیپ اسپیس‌ایکس (با فرض سرعت متوسط 30 هزار کیلومتر بر ساعت): کمتر از یک سال
البته برای قدم‌زدن روی سطح مریخ، بایستی مدت‌زمان رسیدن از اتمسفر سیاره به سطح آن را نیز بیافزایید! این مدت‌زمان برای مریخ‌نوردهای فعلی ناسا حدود 5 تا 7 دقیقه است.
نمی‌توان به‌همین‌سادگی به مریخ رفت!
در محاسبه فاصله دو سیاره، آن‌ها را با یک خط مستقیم به هم وصل می‌کنیم؛ حال آنکه در سفر به سیاره سرخ از دورترین فاصله، لازم است که فضاپیما ابتدا در مسیری به دور خورشید حرکت کند و سپس به‌سمت مریخ برود. این مسئله خود به افزایش زمان مأموریت منجر می‌شود.
همچنین بایستی توجه داشت که هر دو سیاره پیوسته درحال حرکت هستند؛ درنتیجه، فاصله بین آن‌ها به‌طور پیوسته تغییر می‌کند. پرتاب فضاپیما به مریخ مانند این است که از فاصله دور، به پرنده‌ای در هوا، درحالی‌که با ماشین به‌سمت آن حرکت می‌کنیم، شلیک کنیم. بنابراین، محاسبه فاصله دقیق دو سیاره به هنگام رسیدن فضاپیما به مدار مریخ بسیار مهم و پیچیده است.
دانشمندان چگونه فاصله زنده بین مریخ و زمین را اندازه‌گیری می‌کنند؟
دانشمندان با استفاده از ترکیبی از ریاضیات، داده‌های نجومی و اصول مکانیک سماوی و با به‌کارگیری تجهیزاتی نظیر رادارها، تلسکوپ‌های فضایی و زمینی و سیستم‌های ناوبری فضاپیماها و کاوشگرها، فاصله بین مریخ و زمین را محاسبه می‌کنند. دانشمندان می‌توانند با اندازه‌گیری زمان لازم برای رسیدن سیگنال‌ها به کاوشگرهای مریخ، از سرعت نور برای تعیین فاصله مریخ از زمین استفاده کنند.
چه‌کسی برای اولین‌بار فاصله زمین تا مریخ را اندازه گرفت؟
اولین کسی که به‌طور علمی فاصله زمین تا مریخ را اندازه‌گیری کرد، «جیووانی کاسینی» ، ستاره‌شناس ایتالیایی-فرانسوی بود. در سال ۱۶۷۲، کاسینی و همکارش «ژان ریچر» از روش اختلاف منظر (Parallax) برای محاسبه فاصله زمین تا مریخ استفاده کردند.
در این روش، ریچر در فرانسه و کاسینی در پاریس، به‌طور هم‌زمان مریخ را مشاهده کرده و موقعیت مریخ را نسبت به ستارگان پس‌زمینه اندازه‌گیری کردند. با مقایسه این مشاهدات از دو مکان مختلف روی زمین، آن‌ها توانستند اختلاف زاویه‌ای را محاسبه کنند و از این طریق فاصله دقیق‌تری بین زمین و مریخ به‌دست آورند.
کاسینی همچنین به کمک این روش توانست تخمین بزند که فاصله بین زمین و خورشید حدود ۱۴۰ میلیون کیلومتر است. هرچند مقدار دقیق این فاصله بعدها به‌طور دقیق‌تری محاسبه شد (حدود ۱۴۹.۶ میلیون کیلومتر)، اما کار کاسینی پیشرفت بزرگی در علم نجوم بود.
فاصله زمین تا مریخ با چندتا زمین فوتبال پر می‌شود؟
طبق استاندارد فیفا، طول متوسط یک زمین فوتبال حدود ۱۰۵ متر است. با تقسیم 225 میلیون کیلومتر بر این عدد، نتیجه می‌شود که فاصله زمین تا مریخ با حدود 2 میلیارد و 142 میلیون و 857 هزار و 143 عدد زمین فوتبال پر می‌شود!
سریع ترین فضاپیمای حال‌حاضر
درحال‌حاضر سریع‌ترین فضاپیمای جهان، کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا است. این کاوشگر امسال بار دیگر رکورد سریع‌ترین شیء ساخت بشر را شکست و توانست به سرعت خارق‌العاده 635,266 کیلومتر بر ساعت برسد.
از نظر تئوری، اگر می‌توانستید سوار کاوشگر پارکر شوید و در مسیری انحرافی از مأموریت متمرکز بر خورشید، در یک خط مستقیم از زمین به مریخ سفر کنید، با فرض اینکه زمین و مریخ در نزدیک‌ترین حالت ممکن (54.6 میلیون کیلومتر) باشند، تنها حدود 86 ساعت زمان کافی‌ست تا به مریخ برسید! یعنی حدود 3.5 روز !
مأموریت‌هایی که به مریخ رفته‌اند
در جدول زیر، فهرستی از مأموریت‌های موفقی که به سیاره سرخ رسیده‌اند، همراه با مدت‌زمان سفرشان آمده است:
مأموریت
سال پرتاب
طول سفر (برحسب روز)
مارینر 4
1965
288
مارینر 6
1969
155
مارینر 7
1969
128
مارینر 9
1971
168
وایکینگ 1
1975
304
وایکینگ 2
1975
333
نقشه‌بردار سراسر مریخ
1996
308
رهیاب مریخ
1996
212
ادیسه مریخ
2001
200
اکسپرس مریخ
2003
205
اسپریت
2003
208
شناسایی مریخ
2005
210
فینیکس
2007
295
آزمایشگاه علوم مریخ
2011
254
ماون
2013
307
Mangalyaan
2013
322
ردیاب گاز اگزومارس
2016
220
این‌سایت
2018
205
تیان‌ون-1
2020
202
مریخ‌پیمای امید
2020
205
استقامت
2020
204
جمع‌بندی
در این مقاله به بررسی فاصله زمین تا مریخ از جنبه‌های مختلف پرداختیم. گفتیم که نزدیک‌ترین فاصله‌ای که این دو سیاره تاکنون نسبت به هم داشته‌اند، برابر ۵۵,۷۵۸,۰۰۵ میلیون کیلومتر ثبت شده است. اما به‌طور میانگین، فاصله میان این دو برابر 225 میلیون کیلومتر است.
در ادامه، بررسی کردیم که اگر این مسافت را با روش‌ها و سرعت‌های مختلف – از پیاده‌روی گرفته تا سفر با کاوشگر پارکر – طی کنیم، چقدر طول می‌کشد تا به مریخ برسیم.
