ΠΌΣΟ ΙΣΧΥΡΉ ΕΊΝΑΙ Η ΒΑΡΎΤΗΤΑ ΣΤΟΝ ΆΡΗ;

Send

Ο πλανήτης Άρης έχει λίγα κοινά πράγματα. Και οι δύο πλανήτες έχουν περίπου την ίδια ποσότητα επιφάνειας εδάφους, διατηρούμενα πολικά καλύμματα και και οι δύο έχουν παρόμοια κλίση στους άξονες περιστροφής τους, παρέχοντας σε καθένα από αυτά ισχυρή εποχιακή μεταβλητότητα. Επιπλέον, και οι δύο πλανήτες παρουσιάζουν ισχυρές ενδείξεις ότι έχουν υποστεί κλιματική αλλαγή στο παρελθόν. Στην περίπτωση του Άρη, αυτά τα στοιχεία δείχνουν προς την κατεύθυνση που είχε μια βιώσιμη ατμόσφαιρα και υγρό νερό στην επιφάνειά του.

Ταυτόχρονα, οι δύο πλανήτες μας είναι πραγματικά πολύ διαφορετικοί και με πολλούς πολύ σημαντικούς τρόπους. Ένα από αυτά είναι το γεγονός ότι η βαρύτητα στον Άρη είναι μόνο ένα κλάσμα από αυτό που είναι εδώ στη Γη. Η κατανόηση της επίδρασης που θα έχει αυτό πιθανότατα στα ανθρώπινα όντα έχει εξαιρετική σημασία όταν έρθει η ώρα να στείλουμε αποστολές στο Άρη, για να μην αναφέρουμε πιθανούς αποίκους.

Άρης σε σύγκριση με τη Γη:

Οι διαφορές μεταξύ του Άρη και της Γης είναι όλες ζωτικής σημασίας για την ύπαρξη ζωής όπως την ξέρουμε. Για παράδειγμα, η ατμοσφαιρική πίεση στον Άρη είναι ένα μικρό κλάσμα από αυτό που είναι εδώ στη Γη - κατά μέσο όρο 7,5 χιλιοστόλιτρα στον Άρη σε μόλις πάνω από 1000 εδώ στη Γη. Η μέση επιφανειακή θερμοκρασία είναι επίσης χαμηλότερη στον Άρη, κατατάσσοντας στους ψυχρούς -63 ° C σε σύγκριση με τη γαλήνια 14 ° C της Γης.

Και ενώ το μήκος μιας Αρειανής ημέρας είναι περίπου το ίδιο με αυτό που υπάρχει εδώ στη Γη (24 ώρες 37 λεπτά), η διάρκεια ενός Αρειανού έτους είναι σημαντικά μεγαλύτερη (687 ημέρες). Επιπλέον, η βαρύτητα στην επιφάνεια του Άρη είναι πολύ χαμηλότερη από αυτήν που υπάρχει εδώ στη Γη - 62% χαμηλότερη για να είναι ακριβής. Με μόλις 0,376 του προτύπου της Γης (ή 0,376 σολ), ένα άτομο που ζυγίζει 100 κιλά στη Γη θα ζύγιζε μόνο 38 κιλά στον Άρη.

Αυτή η διαφορά στην επιφανειακή βαρύτητα οφείλεται σε έναν αριθμό παραγόντων - η μάζα, η πυκνότητα και η ακτίνα είναι η πρώτη. Παρόλο που ο Άρης έχει σχεδόν την ίδια επιφάνεια με τη Γη, έχει μόνο τη μισή διάμετρο και μικρότερη πυκνότητα από τη Γη - κατέχει περίπου το 15% του όγκου της Γης και το 11% της μάζας του.

Υπολογισμός βαρύτητας του Άρη:

Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει τη βαρύτητα του Άρη με βάση τη θεωρία της καθολικής βαρύτητας του Νεύτωνα, η οποία δηλώνει ότι η βαρυτική δύναμη που ασκείται από ένα αντικείμενο είναι ανάλογη της μάζας του. Όταν εφαρμόζεται σε ένα σφαιρικό σώμα όπως ένας πλανήτης με δεδομένη μάζα, η επιφανειακή βαρύτητα θα είναι περίπου αντίστροφα ανάλογη προς το τετράγωνο της ακτίνας του. Όταν εφαρμόζεται σε ένα σφαιρικό σώμα με δεδομένη μέση πυκνότητα, θα είναι περίπου ανάλογο με την ακτίνα του.

Αυτές οι αναλογικότητες μπορούν να εκφραστούν με τον τύπο σολ = Μ/ρ², όπου σολ είναι η επιφανειακή βαρύτητα του Άρη (που εκφράζεται ως πολλαπλάσιο της Γης, που είναι 9,8 m / s²), Μ είναι η μάζα του - εκφράζεται ως πολλαπλάσιο της μάζας της Γης (5,976 · 10²⁴ kg) - και ρ την ακτίνα του, εκφραζόμενη ως πολλαπλάσιο της (μέσης) ακτίνας της Γης (6.371 km).

Για παράδειγμα, ο Άρης έχει μάζα 6,4171 x 10²³ kg, που είναι 0,107 φορές η μάζα της Γης. Έχει επίσης μέση ακτίνα 3,389,5 km, η οποία λειτουργεί σε 0,532 ακτίνες της Γης. Η επιφανειακή βαρύτητα του Άρη μπορεί συνεπώς να εκφραστεί μαθηματικά ως: 0,107 / 0,5322, από την οποία έχουμε την τιμή 0,376. Με βάση την επιφανειακή βαρύτητα της Γης, επιτυγχάνεται επιτάχυνση 3,711 μέτρων ανά δευτερόλεπτο.

Επιπτώσεις:

Προς το παρόν, δεν είναι γνωστό ποιες επιπτώσεις θα έχει η μακροχρόνια έκθεση σε αυτό το ποσό βαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα. Ωστόσο, η συνεχιζόμενη έρευνα σχετικά με τις επιδράσεις της μικροβαρύτητας στους αστροναύτες έχει δείξει ότι έχει επιζήμια επίδραση στην υγεία - η οποία περιλαμβάνει απώλεια μυϊκής μάζας, πυκνότητα των οστών, λειτουργία των οργάνων και ακόμη και όραση.

Η κατανόηση της βαρύτητας του Άρη και η επίδρασή της στα επίγεια όντα είναι ένα σημαντικό πρώτο βήμα εάν θέλουμε να στείλουμε εκεί αστροναύτες, εξερευνητές, ακόμη και εποίκους εκεί. Βασικά, οι επιπτώσεις της μακροχρόνιας έκθεσης στη βαρύτητα που είναι λίγο πάνω από το ένα τρίτο της Γης κανονική θα είναι μια βασική πτυχή οποιωνδήποτε σχεδίων για επερχόμενες επανδρωμένες αποστολές ή προσπάθειες αποικισμού.

Για παράδειγμα, έργα που προέρχονται από πλήθος, όπως το Mars One, προβλέπουν την πιθανότητα επιδείνωσης των μυών και της οστεοπόρωσης για τους συμμετέχοντες. Αναφέροντας μια πρόσφατη μελέτη αστροναυτών του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS), αναγνωρίζουν ότι η διάρκεια της αποστολής που κυμαίνεται από 4-6 μήνες δείχνει μέγιστη απώλεια μυϊκής απόδοσης 30% και μέγιστη απώλεια μυϊκής μάζας 15%.

Η προτεινόμενη αποστολή τους απαιτεί αρκετούς μήνες στο διάστημα για να φτάσει στον Άρη και για όσους προσφέρονται εθελοντικά να περάσουν το υπόλοιπο της ζωής τους ζώντας στην επιφάνεια του Άρη. Φυσικά, ισχυρίζονται επίσης ότι οι αστροναύτες τους θα είναι «καλά προετοιμασμένοι με ένα επιστημονικά έγκυρο πρόγραμμα αντιμέτρων που θα τους κρατήσει υγιείς, όχι μόνο για την αποστολή στον Άρη, αλλά και καθώς προσαρμόζονται στη ζωή υπό βαρύτητα στην επιφάνεια του Άρη». Ποια είναι αυτά τα μέτρα μένει να δούμε.

Η εκμάθηση περισσότερων για τη βαρύτητα του Άρη και τον τρόπο με τον οποίο γίνονται οι επίγειοι οργανισμοί θα μπορούσε να είναι ένα όφελος για την εξερεύνηση του διαστήματος και για αποστολές και σε άλλους πλανήτες. Και καθώς περισσότερες πληροφορίες παράγονται από τις πολλές ρομποτικές αποστολές προσγείωσης και τροχιάς στον Άρη, καθώς και από προγραμματισμένες επανδρωμένες αποστολές, μπορούμε να περιμένουμε να πάρουμε μια σαφέστερη εικόνα του πώς είναι η βαρύτητα του Άρη από κοντά.

Καθώς πλησιάζουμε στην προτεινόμενη επανδρωμένη αποστολή της NASA στον Άρη, η οποία έχει προγραμματιστεί να πραγματοποιηθεί το 2030, σίγουρα μπορούμε να περιμένουμε ότι θα γίνουν περισσότερες ερευνητικές προσπάθειες.

Έχουμε γράψει πολλά ενδιαφέροντα άρθρα για τον Άρη εδώ στο Space Magazine. Εδώ είναι πόσο ισχυρή είναι η βαρύτητα σε άλλους πλανήτες;, η βαρύτητα του Άρη για δοκιμή σε ποντίκια, ο Άρης σε σύγκριση με τη γη, οι αστεροειδείς μπορούν να κλονιστούν και να ανατριχιάζονται από τη βαρύτητα του Άρη, πώς αποικίζουμε τον Άρη; Πώς μπορούμε να ζήσουμε στον Άρη; και πώς μπορούμε να κάνουμε Terraform Mars;

Πληροφορίες για τον Βιο δορυφόρο Mars Gravity. Και τα παιδιά μπορεί να τους αρέσει. ένα έργο που μπορούν να χτίσουν για να αποδείξουν τη βαρύτητα του Άρη.

Το Astronomy Cast έχει επίσης μερικά υπέροχα επεισόδια στο θέμα. Εδώ είναι το επεισόδιο 52: Άρης και επεισόδιο 95: Άνθρωποι στον Άρη, Μέρος 2 - Αποικιοκράτες.

Πηγές: