宇宙飛行士が火星に足を踏み入れた時、赤い惑星への探検は半分しか成功していないことを意味すると想像してください。なぜなら、宇宙飛行士が地球に戻りたいと思った時、火星を離れることは簡単ではないからです。
ここでの最大の課題は、巨大な宇宙船を最も適した技術的条件と地形条件で火星の表面に安全に着陸させ、その後離陸して火星から飛び去ることです。
実際、科学者たちは今、地球を離れ、火星に穏やかに着陸し、少量のサンプルを掘削した後、離陸して地球に帰還できる小型の無人宇宙ステーションを建設する能力を持っています。しかし、有人宇宙船となると話は全く別です。
まず、十分な大きさの有人宇宙船を地球から惑星間空間に打ち上げるには、強力なエンジンを搭載した巨大なロケットが必要です。
基本的に、このシステムは中型のタンカーほどの大きさで、船内には大量の燃料と、もちろん宇宙飛行士にとって役立つ貨物も積載する必要がある。
火星の重力は地球の約40％で、大気は薄いため、地球に帰還するには、火星に着陸したロケットの約3分の1の大きさのロケットが必要になる。
ロケットは打ち上げられ、宇宙飛行士を地球に帰還させるには燃料を満タンにする必要があります。そのため、宇宙飛行士が火星まで飛行し、地球に帰還するには、約1,400トンの燃料を積載する必要があります。
なお、ロケット燃料は非常に燃えやすく爆発しやすいので、宇宙船が火星に着陸した際に破損しないように特別なタンクに保管する必要があります。
火星にも大気は存在しますが、残念ながらパラシュートが適切に機能するには密度が足りません。つまり、火星の大気は、パラシュートシステムによって宇宙船を減速させるには適しておらず、宇宙飛行士と燃料タンクの安全を確保しながら火星の表面に穏やかに着陸することはできません。
そのため、宇宙船は着陸時に逆噴射エンジンを始動する必要があり、これも大量の燃料を消費します。
もし火星に大気がまったくなかったら、着陸のプロセスをより正確に制御できるため、はるかに簡単になります。
しかし、火星の大気は非常に「気まぐれ」です。つまり、火星の大気の密度は常に変化しており、大気が非常に厚くなり、宇宙船の速度が簡単に低下する（または燃えてしまう）こともありますが、非常に薄くなり、宇宙船の速度にほとんど影響を与えないこともあります。
このような状況に直面して、科学者たちはこれまで、火星に穏やかに着陸するための最適な方法として、逆推力エンジンを使用するという選択肢を選んできた。
だからこそ、大小を問わず宇宙船を火星に優しく着陸させることは、何度行われても、今でも偉大な技術的成果とみなされているのです。
しかし、それだけではありません。最も複雑なのは、地球と火星が太陽の周りを異なる速度で公転しているため、その距離が常に変化しているということです。
地球は太陽に近いため、太陽の周りを一周するのに365.25日しかかかりません。火星は太陽から遠く、動きも遅く、太陽の周りを一周するのに687地球日かかります（これは地球のほぼ2倍の長さです）。
その結果、一年の大半において火星は地球からかなり遠く離れており、地球から火星への飛行は不可能になるほどです。
地球と火星間の飛行に有利な位置は、両方の惑星が太陽の同じ側にあるときのみに発生し、これは 778 日ごとに 1 回 (言い換えると、2 年と 1 か月と 18 日ごとに 1 回) しか発生しません。
この778日に一度のチャンスは、エネルギー節約と飛行時間の観点から、地球から火星への飛行を行う絶好の機会です。
宇宙飛行士たちがこの「予定通りの」飛行を成功させ、火星に到着したと仮定しましょう。しかし、その後はどうなるのでしょうか？彼らは地球に帰還できるのは、2つの惑星が次に接近した後だけ、つまり、適切なタイミングで地球に帰還するには、ちょうど2年1ヶ月18日間火星に滞在しなければならないことになります。
宇宙船は離陸し、火星が太陽を周回するのと同じ方向に飛行する必要があり、その後、宇宙飛行士は宇宙船の軌道を地球の太陽の周りの軌道と速度に一致するように繰り返し調整する必要がある。
これらは、宇宙飛行士が惑星間の宇宙空間で実行する必要がある、非常に複雑な技術的操作です。
これは、宇宙飛行士を火星まで運び、数日間滞在させてから地球に帰還させる「直行便」が、今のところまだ不可能なことである理由でもあります。
出典: https://www.vietnamplus.vn/vi-sao-cac-nha-du-hanh-vu-tru-van-chua-the-bay-tu-trai-dat-toi-sao-hoa-post1042222.vnp
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