KUINKA VAHVA ON PAINOVOIMA MARSILLA?

Send

Mars-planeetalla on muutama yhteinen asia. Molemmilla planeetoilla on suunnilleen sama määrä maanpinta-alaa, jatkuvat polaariset suojukset ja molemmilla on samanlainen kallistus pyörimisakselillaan, mikä antaa jokaiselle niistä voimakkaan kausivaihtelua. Lisäksi molemmilla planeetoilla on vahvoja todisteita ilmastonmuutoksen menneisyydestä. Marsin tapauksessa tämä näyttö osoittaa kohti sitä, kun sen pinnalla on elinkelpoinen ilmapiiri ja nestemäinen vesi.

Samaan aikaan kaksi planeettamme ovat todella melko erilaisia ja monilla erittäin tärkeillä tavoilla. Yksi näistä on se, että painovoima Marsilla on vain murto-osa siitä, mitä se on täällä maan päällä. Ymmärtäminen, mitä tällä todennäköisesti on ihmisille, on äärimmäisen tärkeää, kun on aika lähettää miehitettyjä operaatioita Marsiin, puhumattakaan mahdollisista siirtomaalaisista.

Mars verrattuna maahan:

Marsin ja maan erot ovat kaikki ratkaisevan tärkeitä elämän olemassaololle sellaisena kuin me sen tunnemme. Esimerkiksi ilmakehän paine Marsiin on pieni murto-osa siitä, mitä se on täällä maan päällä - keskimäärin 7,5 millibaaria Marsilla, hieman yli 1000 täällä maan päällä. Keskimääräinen pintalämpötila on myös matalampi Marsissa, sijoittuneena jäykässä -63 ° C: seen verrattuna maapallon leutoon 14 ° C.

Ja vaikka marsilaisen päivän pituus on suunnilleen sama kuin täällä maan päällä (24 tuntia 37 minuuttia), marsialaisen vuoden pituus on huomattavasti pidempi (687 päivää). Lisäksi Marsin pinnan painovoima on paljon pienempi kuin täällä maan päällä - 62% alempi ollakseen tarkka. Vain 0,376: n päässä maapallostandardista (tai g), ihminen, joka painaa 100 kg maapallolla, painaa vain 38 kg Marsissa.

Tämä pinnan painovoiman ero johtuu useista tekijöistä - ensisijaisesti massa, tiheys ja säde. Vaikka Marsilla on melkein sama maanpinta-ala kuin Maalla, sillä on vain puolet halkaisijasta ja pienempi tiheys kuin Maalla - sillä on noin 15% Maan tilavuudesta ja 11% sen massasta.

Marsin painovoiman laskeminen:

Tutkijat ovat laskeneet Marsin painovoiman Newtonin universaalin gravitaation teorian perusteella, jonka mukaan esineen kohdistama painovoima on verrannollinen sen massaan. Kun sitä levitetään pallomaiseen kappaleeseen, kuten planeetalla, jolla on tietty massa, pinnan painovoima on suunnilleen käänteisesti verrannollinen sen säteen neliöön. Kun levitetään pallomaiseen kappaleeseen, jolla on tietty keskimääräinen tiheys, se on suunnilleen verrannollinen sen säteen kanssa.

Nämä suhteellisuudet voidaan ilmaista kaavalla g = m/R², missä g on Marsin pintapaino (ilmaistuna maapallon kerrannaisena), joka on 9,8 m / s²), m on sen massa - ilmaistuna kerrannaisina maapallon massasta (5,976 · 10²⁴ kg) - ja R sen säde ilmaistuna kerroksena maan keskimääräisestä (6371 km) säteestä.

Esimerkiksi Marsin massa on 6,4171 x 10²³ kg, joka on 0,107 kertaa maan massa. Sen keskimääräinen säde on 3 389,5 km, joka toimii 0,532: n maan säteellä. Marsin pintapaino voidaan siis ilmaista matemaattisesti seuraavasti: 0,107 / 0,532², josta saadaan arvo 0,376. Tämä perustuu maan omaan pintapainoon, ja kiihtyvyys on 3,711 metriä sekunnissa neliössä.

Vaikutukset:

Tällä hetkellä ei tiedetä, miten pitkäaikainen altistuminen tälle painovoiman määrälle vaikuttaa ihmiskehoon. Käynnissä oleva tutkimus mikrogravitaation vaikutuksista astronautteihin on kuitenkin osoittanut, että sillä on haitallisia vaikutuksia terveyteen - johon sisältyy lihasmassan, luutiheyden, elinten toiminnan ja jopa näön menetys.

Marsin painovoiman ja sen vaikutuksen ymmärtäminen maanpäällisille olennoille on tärkeä ensimmäinen askel, jos haluamme lähettää sinne joskus astronauteja, tutkijoita ja jopa asukkaita. Periaatteessa pitkän aikavälin altistumiselle painovoimalle, joka on hieman yli kolmasosa maan normaalista, tulee olla avainasemassa kaikissa tulevia miehitettyjä operaatioita tai kolonisaatiopyrityksiä koskevissa suunnitelmissa.

Esimerkiksi Mars One -hankkeen kaltaiset väkijoukko-hankkeet tekevät osallistujille selvityksen lihaksen heikkenemisen ja osteoporoosin todennäköisyydestä. Lainaamalla äskettäistä tutkimusta, joka koski kansainvälisen avaruusaseman (ISS) astronauteja, he myöntävät, että operaation kesto 4-6 kuukauteen osoittaa, että lihaksen suorituskyky on enintään 30% ja lihasmassa enintään 15%.

Heidän ehdotetun tehtävänsä vaatii useita kuukausia avaruudessa päästäkseen Marsiin ja vapaaehtoistyöntekijöiden viettämään loppuelämänsä Marsin pinnalla asuessaan. Luonnollisesti he väittävät myös, että heidän astronauttinsa valmistetaan "hyvin tieteellisesti pätevällä vastatoimenpideohjelmalla, joka pitää heidät terveinä paitsi Marsiin tehtävään, myös heidän muuttuessaan Marsin pinnalla painovoiman alaiseen elämään". Mitä nämä toimenpiteet ovat, on vielä nähtävissä.

Oppiminen lisää Marsin painovoimasta ja siitä, kuinka maanpäälliset organismit sen alla nousevat, voisivat olla avuksi avaruustutkinnassa ja tehtävissä myös muille planeetoille. Ja koska Marsissa sijaitsevat monet robottien laskeutumis- ja kiertäjämatkat sekä suunnitellut miehitetyt operaatiot tuottavat lisätietoja, voimme odottaa saavan selkeämmän kuvan siitä, mikä Marsin painovoima on läheltä.

Kun tulemme lähemmäksi NASA: n ehdottamaa miehitettyä matkaa Marsiin, jonka on tarkoitus tapahtua tällä hetkellä vuonna 2030, voimme varmasti odottaa, että yritetään lisätä tutkimustyötä.

Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita Marsista täällä Space Magazine -lehdessä. Tässä on kuinka vahva on muiden planeettojen painovoima? Marsin painovoima testataan hiirillä, Marsa verrattuna Maahan, Asteroidit voivat saada järkyttää ja sekoittaa Marsin painovoima. Kuinka me siirtämme Marsin? Kuinka voimme elää Marsilla? Ja miten voimme muokata Marsia?

Tietoja Marsin painovoiman biosatelliitista. Ja lapset saattavat pitää tästä; projektin, jonka he voivat rakentaa osoittamaan Marsin painovoimaa.

Astronomy Cast -teoksessa on myös hienoja jaksoja aiheesta. Tässä on jakso 52: Mars ja jakso 95: Ihmiset Marsille, osa 2 - kolonistit.

Lähteet: