Wie lange fliegt man zum Mars?

Wie lange fliegt man zum Mars?Der Planet Mars ist eines der hellsten Objekte am Nachthimmel, gut sichtbar mit dem bloßen Auge als leuchtend roter Stern. Alle zwei Jahre erreichen Mars und Erde ihren nächsten Punkt, die so genannte „Opposition“, wenn der Mars bis zu 55.000.000 km von der Erde entfernt sein kann. Und alle zwei Jahre nutzen die Raumfahrtagenturen diese Orbitalausrichtung, um Raumfahrzeuge zum Roten Planeten zu schicken. Wie lange fliegt man zum Mars?

Die gesamte Reisezeit von der Erde zum Mars beträgt zwischen 150-300 Tagen, abhängig von der Geschwindigkeit des Starts, der Ausrichtung von Erde und Mars und der Länge der Reise, die das Raumschiff benötigt, um sein Ziel zu erreichen. Es hängt wirklich nur davon ab, wie viel Treibstoff benötigt wird, um dorthin zu gelangen. Mehr Treibstoff, kürzere Reisezeit.

Geschichte der Missionen zum Mars in der Vergangenheit


Der erste Satellit, der die Reise von der Erde zum Mars unternahm, war der Mariner 4 der NASA, der am 28. November 1964 startete und am 14. Juli 1965 auf dem Mars ankam und eine Serie von 21 Fotos machte. Die Gesamtflugzeit von Mariner 4 betrug 228 Tage. Die nächste erfolgreiche Mission zum Mars war Mariner 6, die am 25. Februar 1969 startete und am 31. Juli 1969 den Planeten erreichte; eine Flugzeit von nur 156 Tagen. Der erfolgreiche Mariner 7 benötigte nur 131 Tage für die Reise.

Mariner 9, war der erste Satellit, der am 30. Mai 1971 erfolgreich in die Umlaufbahn um den Mars startete und am 13. November 1971 für eine Dauer von 167 Tagen ankam. Dies ist das gleiche Muster, das seit fast 50 Jahren bei der Erforschung des Mars anhält: etwa 150-300 Tage. Wie lange fliegt man zum Mars? Diese Frage wird sich in den nächsten 10-20 Jahren klarer definieren.

Hier einige weitere Beispiele:

  • Wikinger 1 (1976) – 335 Tage
  • Wikinger 2 (1976) – 360 Tage
  • Mars Reconnaissance Orbiter (2006) – 210 Tage
  • Phoenix Lander (2008) – 295 Tage
  • Neugierde Lander (2012) – 253 Tage
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Wie lange fliegt man zum Mars?

Wie lange fliegt man zum Mars?

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Wenn man bedenkt, dass der Mars nur 55 Millionen Kilometer entfernt ist und die Raumsonde mehr als 20.000 Kilometer pro Stunde zurücklegt, würde man erwarten, dass das Raumschiff die Reise in etwa 115 Tagen beendet, aber es dauert viel länger. Denn sowohl die Erde als auch der Mars umkreisen die Sonne. Nur mit der richtigen Ausrichtung und Konstellation der Planeten, gelingt die Reise in kürzester Zeit. Stattdessen müssen Raumfahrzeuge, die von der Erde aus gestartet werden, darauf ausgerichtet werden, wo der Mars sein wird. Wie lange fliegt man zum Mars?

Die andere Einschränkung ist der Treibstoff. Wiederum, wenn die Forscher eine unbegrenzte Menge an Treibstoff hätten, würden Sie Ihr Raumschiff auf den Mars richten, Ihre Raketen auf die Hälfte der Reise feuern, dann umdrehen und für die letzte Hälfte der Reise abbremsen. Sie könnten Ihre Reisezeit auf einen Bruchteil der aktuellen Rate reduzieren – aber Sie würden eine unmögliche Menge an Treibstoff benötigen. Darum dauert die Reise zum Mars so lang. Dennoch arbeiten Wissenschaftler mit Hochdruck.

Wie man mit der geringsten Menge an Treibstoff zum Mars kommt

Das Hauptanliegen der Ingenieure ist es, ein Raumschiff mit möglichst wenig Treibstoff zum Mars zu bringen. Roboter kümmern sich nicht wirklich um die feindliche Umgebung des Weltraums, daher ist es sinnvoll, die Startkosten der Rakete so weit wie möglich zu senken. NASA-Ingenieure verwenden eine Methode der Reise, die Hohmann Transfer Orbit – oder Minimum Energy Transfer Orbit – genannt wird, um ein Raumschiff mit möglichst wenig Treibstoff von der Erde zum Mars zu schicken. Die Technik wurde erstmals von Walter Hohmann vorgeschlagen, der 1925 die erste Beschreibung des Manövers veröffentlichte.

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Anstatt Ihre Rakete direkt auf den Mars zu richten, verstärken Sie die Umlaufbahn Ihres Raumschiffs, so dass es einer größeren Umlaufbahn um die Sonne folgt als die Erde. Irgendwann wird diese Umlaufbahn die Umlaufbahn des Mars kreuzen – genau in dem Moment, in dem auch der Mars da ist. Wenn Sie mit weniger Treibstoff starten müssen, brauchen Sie nur länger, um Ihre Umlaufbahn zu erhöhen und die Reise zum Mars zu erhöhen. Wie lange fliegt man zum Mars? Nur mit dem richtigen Antrieb und neuen Technologien, lässt sich die derzeitige Reisedauer von mehreren Monaten verkürzen.

Andere Ideen, um die Reisezeit zum Mars zu verkürzen

Obwohl es etwas Geduld erfordert, bis ein Raumschiff 250 Tage unterwegs ist, um den Mars zu erreichen, wollen wir vielleicht eine ganz andere Antriebsmethode testen, wenn wir Menschen zum Mars schicken. Der Weltraum ist ein feindseliger Ort, und die Strahlung des interplanetaren Raums könnte ein langfristiges Gesundheitsrisiko für menschliche Astronauten darstellen. Die kosmischen Hintergrundstrahlen verursachen eine konstante Flut von krebserregender Strahlung. Es besteht ein größeres Risiko von massiven Sonnenstürmen, die ungeschützte Astronauten in wenigen Stunden töten könnte. Wenn die Reisezeit verkürzt werden kann, reduziert Sie die Zeit, in der Astronauten der Strahlung ausgesetzt werden. Dadurch minimieren sich auch die Menge der Vorräte, die für eine geplante Rückreise erforderlich ist. Alternative Antriebstechnologien sind unbedingt notwendig.

nukleare Antriebsmethode via Atomkraft

Eine Idee sind Atomraketen, die  – wie Wasserstoff – in einem Kernreaktor auf intensive Temperaturen erhitzen und es dann mit hoher Geschwindigkeit aus einer Raketendüse sprengen, um Schub zu erzeugen. Da Kernbrennstoffe weitaus energiedichter sind als chemische Raketen, könnte man mit weniger Brennstoff eine höhere Schubgeschwindigkeit erreichen. Es wird vorgeschlagen, dass eine Atomrakete die Reisezeit auf etwa 7 Monate reduzieren könnte. Interessant bei der Frage: Wie lange fliegt man zum Mars?

Magnetismus als alternativer Antrieb für Marsmissionen

Ein weiterer Vorschlag ist eine Technologie namens Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (oder VASIMR). Hierbei handelt es sich um ein elektromagnetisches Triebwerk, das mit Hilfe von Radiowellen ein Treibmittel ionisiert und erhitzt. Dadurch entsteht ein ionisiertes Gas, das als Plasma bezeichnet wird und mit hohen Geschwindigkeiten magnetisch aus der Rückseite des Raumfahrzeugs geschleudert werden kann. Der ehemalige Astronaut Franklin Chang-Diaz ist Pionier bei der Entwicklung dieser Technologie, und es wird erwartet, dass ein Prototyp auf der Internationalen Raumstation installiert wird, um ihre Höhe über der Erde zu halten. Bei einer Mission zum Mars könnte eine VASIMR-Rakete die Reisezeit auf 5 Monate reduzieren.

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Antimaterie – noch recht unerforscht aber spektaluär

Einer der extremsten Vorschläge wäre vielleicht der Einsatz einer Antimaterie-Rakete. In Teilchenbeschleunigern erzeugt, ist Antimaterie der dichteste Brennstoff, den man verwenden kann. Wenn Atome der Materie auf Atome der Antimaterie treffen, verwandeln sie sich in reine Energie, wie von Albert Einsteins berühmter Gleichung vorhergesagt: E = MC2. Nur 10 Milligramm Antimaterie wären nötig, um eine menschliche Mission in nur 45 Tagen zum Mars zu bringen. Aber dann würde die Produktion selbst dieser winzigen Menge Antimaterie etwa 250 Millionen Dollar kosten. Die Frage: Wie lange fliegt man zum Mars?, wäre mit der Antimaterie am schnellsten gelöst.

Zukünftige Missionen zum Mars

Obwohl einige unglaubliche Technologien vorgeschlagen wurden, um die Reisezeit zum Mars zu verkürzen, werden die Ingenieure die bewährten Methoden anwenden, um mit Hilfe von chemischen Raketen minimale Energietransferbahnen zu verfolgen. Die NASA-Mission MAVEN wird 2013 mit dieser Technik starten, ebenso wie die ExoMars-Missionen der ESA. Es kann einige Jahrzehnte dauern, bis andere Methoden zu gängigen Techniken werden. Darüber hinaus existieren einige interessante Projekte wie:

Es stellt sich nicht die Frage, wie lange fliegt man zum Mars, sondern WANN es endlich losgeht!

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