IR A MARTE.
¿Cómo y cuándo ir a Marte?
¿Cuál sería la fecha que elegirían para despegar y por qué? Aclara cómo serían las posiciones de los planetas en esa fecha y si es posible acompaña con un gráfico. ¿Cuánto tiempo tomaría viajar a Marte?
Para esto; los profesores nos dijeron a los alumnos de 1er año que teníamos que encontrar una órbita que llevara la nave espacial de la Tierra a Marte. Y nos compartieron el siguiente video, https://youtu.be/qbQNag2LKQM
Nos dijeron que teníamos que encontrar una órbita que llevara la nave espacial de la Tierra a Marte, y elegir lanzarla cuando la llegada a la órbita de Marte coincidiera con la llegada del propio Marte al mismo lugar.
Esto conduce a la llamada Elipse de Transferencia de Hohmann (u órbita de transferencia). Esa es una elipse con perihelio P (punto más cercano al Sol) en la órbita de la Tierra y afelio A
(punto más alejado del Sol).
El cohete se lanza desde P dándole una velocidad adicional además de la velocidad inicial, inyectándolo en la Elipse más grande.
Marte debería estar en una posición relativa a la Tierra en el momento del lanzamiento que alcance el punto A al mismo tiempo que la nave espacial.
La duración del vuelo de P a A necesita ser conocida , y eso se deriva a continuación , usando la tercera ley de Kepler.
Tercera Ley de Kepler
Haciendo cálculos Ese es el tiempo para ir de P a A y de vuelta a P. El tiempo de tránsito de ida a Marte es la mitad, es decir, 0,70873 años o unos 8,5 meses.
Ubicación de Marte
¿Dónde debería estar Marte en el lanzamiento? Según los números citados al principio de esta sección, Marte tarda 1,8822 años en completar una órbita de 360 0 .
Por lo tanto, suponiendo una órbita circular y un movimiento uniforme (una aproximación menos precisa para Marte que para la Tierra), en 0,70873 años debería cubrir
360 0 * (0,70886 / 1,88) = 135,555 0
Por lo tanto, lanzamos cuando Marte en su órbita es 135.555 0 desde el punto A (dibujo).
Sacar conclusiones y determinar cuál era el momento adecuado para botar el barco; usamos simuladores de lanzamiento ; sacar conclusiones y determinar; cuando era el momento adecuado para botar el barco. Y por todo lo que se leyó fue cuando Marte estaba a 44,44° frente a la Tierra.
En qué consistía este simulador:
Luego se presionó el botón Ⅱ , para detener el movimiento, para examinar las posiciones angulares de los planetas que se dan en grados. Compruebe si su diferencia es cercana a la distancia angular entre los dos planetas calculada para el momento del lanzamiento, de modo que la nave espacial viaje con éxito de un planeta a otro.
Finalmente, se presionó el botón de lanzamiento , para iniciar el viaje de la nave espacial entre la Tierra y Marte en el viaje de ida o entre Marte y la Tierra en el viaje de regreso. En caso de no tener éxito, se repetía la operación de lanzamiento examinando previamente las posiciones angulares y comparándolas con la distancia angular calculada para el momento del lanzamiento.
En este momento la Tierra y Marte están formando un ángulo menor a 135°; pero están cerca
En la parte derecha se facilitan los datos:
Tiempo en dias La velocidad de los planetas y la nave espacial en km/s
La posición angular de la Tierra y Marte en grados.
Por lo observado, la nave estaría llegando antes de Marte; y el tiempo en días supera los 8,5 meses que aproximadamente debería llegar a Marte.
Caso 2:
Aquí podemos ver que la duración del viaje es de aproximadamente 13,63 meses. El ángulo formado por Marte y la Tierra era de 124,6°. Pudimos observar cómo varía el número de meses para llegar a Marte según su posición.
Es más; en el caso 3 casi Marte llega un poco antes que la nave.
Y como leído; La llegada tiene que ser así primero Marte y luego la nave. Y sus respectivas velocidades deben ser: V3 = 24.130 km/s (velocidad de Marte)
Comparado con V2 = 21.481 km/s (velocidad de la nave)
vemos que Marte es el que se mueve más rápido y estará adelantando a la nave espacial. Para igualar las velocidades con Marte, la nave espacial debe generar un empuje adicional de 2649 km/s.
También dibujamos la órbita de transferencia:
Luego digitalizado usando Geogebra.
En una página de la NASA encontramos las distancias a las que se encuentra Marte de la Tierra.
Por lo que se puede observar en dicho intervalo de tiempo.
Y la fecha escogida por nosotros sería el 10 de enero de 2025.
La alineación precisa de la Tierra y Marte para el viaje interplanetario varía según varios factores, incluidas las órbitas de ambos planetas alrededor del Sol. Sin embargo, hay periodos de tiempo en los que las condiciones son más favorables para realizar un viaje interplanetario entre la Tierra y Marte. Estos períodos se conocen como "ventanas de lanzamiento".
Las ventanas de lanzamiento a Marte ocurren aproximadamente cada 26 meses, cuando la Tierra y Marte están en posiciones favorables en sus órbitas alrededor del Sol. Durante estas ventanas, la distancia entre los dos planetas es relativamente más corta y el tiempo de viaje es más corto en comparación con otras épocas del año.
Otras razones son la eficiencia energética, se requiere cierta cantidad de energía para propulsar naves espaciales; en determinados momentos los planetas están más cerca unos de otros lo que permite trayectorias más directas y un consumo de combustible más eficiente.
Una vez que hayan llegado a Marte, ¿cuánto más deberán esperar para poder regresar a la Tierra y por qué?
Definir la órbita de transferencia, también de mínima energía, y calcular la duración total de la misión, a ser posible incluyendo una tabla con las fechas.
Ahora bien, si una misión a Marte sale el 10 de enero de 2025, el tiempo de regreso dependerá de la duración prevista de la misión; el regreso sería aproximadamente para enero de 2027. Ahí será cuando la distancia entre la Tierra y Marte será menor.
Intenta cumplir los objetivos de la misión en ese tiempo.
Si el viaje dura de 8 meses y medio a 9 meses; se lanzarán aproximadamente en octubre de 2025, el viaje de regreso debe ser aproximadamente para el 19 de febrero de 2027, por lo que la tripulación tendrá aproximadamente 15 meses y 19 días para cumplir con los objetivos propuestos de la misión.
Es un gran reto para cualquier misión tripulada a Marte, ya que los astronautas tendrían que pasar más de un año en la superficie marciana. Se puede hacer un viaje de regreso más rápido con una ruta más directa, a costa de más combustible.
Finalmente, compartimos una tabla con cálculos de los días que duraría la Misión en total. haga clic aquí
¡¡¡¡Nos vemos pronto!!!!
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