Hoe kom je op mars?

Ten eerste zullen we niet direct vanaf Aarde naar Mars kunnen met onze huidige technologie. Wel kunnen we meerdere raketten in baan om de aarde brengen, en deze raketten in de ruimte aan elkaar koppelen om een voertuig naar Mars te maken.

Vanaf het Aardoppervlak

We lanceren meerdere raketten vanaf aarde die de lading bevatten om in de ruimte een schip te bouwen, vergelijkbaar met het ISS nu, maar dan met meer stuwkracht. Dit alles gebeurt in een baan om de Aarde. Uiteindelijk lanceren we een ruimtevliegtuig die in atmosferen kan vliegen, en dus zelf kan landen op Mars. Ook dit schip gaat mee op het moederschip.

Vanaf de baan om Aarde

Nu alles klaarzweeft voor vertrek, moeten we wachten op een gunstig moment om te vertrekken. We hebben de minste energie nodig wanneer Mars en Aarde het dichts bij elkaar zijn. De synodische periode van Aarde en Mars (wanner ze het dichts bij elkaar zijn) is 779.9 dagen, ongeveer 2.14 jaar [1][2]. Omdat de banen van Mars en Aarde ook nog eens op een iets andere as liggen, verschilt de afstand tussen de twee tijdens de synodische periode van ~55 gigameter tot ~101 gigameter[2] (1gigameter = 1 miljoen kilometer)[3]. Het moederschip vertrekt tijdens zo'n synodische periode uit haar baan om Aarde met het Hohmann transfer: eerst vergroot je de baan om Aarde in een elliptische baan met een uiterste punt meerdere malen verder weg van Aarde. Aangekomen bij dat punt vergroot je de baan nogmaals in dezelfde richting, hierdoor wordt de baan weer rond en krijg je een baan vele malen groter dan de vorige. Je vergroot je baan door in de vliegrichting te versnellen. We vergroten onze baan zodanig dat ons traject in het zwaartekrachtveld van Mars beland.[4]

Vanaf deepspace

Nu vliegt het schip vrijwel door de lege ruimte, op weg naar Mars. Dit is het langste deel van de reis, omdat er zelfs in optimale omstandigheden ~55 miljoen kilometer te overbruggen valt. Met de snelheid die nodig is om de baan om Aarde te verlaten (11km/s)[5] duurt dit ~58 dagen. Met een snelwegsnelheid (130km/h) zou het meer dan 48 jaar duren! Uiteindelijk zullen we aankomen bij Mars. Met een kleine correctie (om niet meteen weer uit de baan te vliegen) zullen we in een stabiele baan om Mars parkeren.

Vanaf de baan om Mars

Vanaf de baan om Mars kunnen we het ruimtevliegtuig laten landen op Mars, en terug laten vliegen naar het moederschip. Ook kunnen we vanuit het moederschip pakketjes naar Mars sturen, door bijvoorbeeld een raket te beladen met goederen en die in tegenovergestelde richting van de baan te laten versnellen. Het moederschip dient bovendien als tankstation voor ons ruimtevliegtuig: want die kan immers ook tussen Mars en Aarde als shuttle dienen. En zo kunnen we op Mars komen, onze marsbasis bevoorraden en hebben we een veilige route tussen Mars en Aarde.

Bronnen

[1] http://www.polaris.iastate.edu/EveningStar/Unit1/unit1_sub3.htm

[2] http://www.lunarplanner.com/HCpages/Mars2003.html

[3] http://www.npl.co.uk/reference/measurement-units/si-prefixes/

[4] http://www.planetary.org/multimedia/space-images/charts/hohmann-transfer-orbit.html

[5] https://www.nasa.gov/audience/foreducators/k-4/features/F_Escape_Velocity.htm

2018-02-05 in blog #Mars #Aarde #schip #periode #ruimte #raketten #ruimtevliegtuig