HVOR STæRK ER TYNGDEKRAFTEN På MARS?

Send

Planeten Mars har få ting til fælles. Begge planeter har stort set den samme mængde landoverfladeareal, vedvarende polarhætter, og begge har en lignende hældning i deres rotationsakser, hvilket giver hver af dem en stærk sæsonbestemt variation. Derudover præsenterer begge planeter stærke bevis for, at de har gennemgået klimaændringer i fortiden. I Mars 'tilfælde peger dette bevis mod, at det en gang har en levedygtig atmosfære og flydende vand på overfladen.

På samme tid er vores to planeter virkelig meget forskellige og på en række meget vigtige måder. En af disse er det faktum, at tyngdekraften på Mars kun er en brøkdel af, hvad det er her på Jorden. At forstå den effekt, dette sandsynligvis vil have på mennesker, er ekstremt vigtigt, når det er tid til at sende besatte missioner til Mars, for ikke at nævne potentielle kolonister.

Mars sammenlignet med Jorden:

Forskellene mellem Mars og Jorden er alle afgørende for livets eksistens, som vi kender det. For eksempel er atmosfæretrykket på Mars en lille brøkdel af, hvad det er her på Jorden - i gennemsnit 7,5 millibar på Mars til lidt over 1000 her på Jorden. Den gennemsnitlige overfladetemperatur er også lavere på Mars, rangordnet ved en frigid -63 ° C sammenlignet med Jordens milde 14 ° C.

Og mens længden af en Marsdag er omtrent den samme, som den er her på Jorden (24 timer og 37 minutter), er længden af et Marsår væsentligt længere (687 dage). Hertil kommer, at tyngdekraften på Mars 'overflade er meget lavere, end den er her på Jorden - 62% lavere for at være præcis. På kun 0,376 af jordstandarden (eller 0,376 g), en person, der vejer 100 kg på Jorden, ville kun veje 38 kg på Mars.

Denne forskel i overfladetyngdekraft skyldes en række faktorer - masse, tæthed og radius er den største. Selvom Mars har næsten det samme landoverfladeareal som Jorden, har den kun halvdelen af diameteren og mindre densitet end Jorden - og har ca. 15% af Jordens volumen og 11% af dens masse.

Beregning af Mars-tyngdekraft:

Forskere har beregnet Mars 'tyngdekraft baseret på Newtons teori om universel gravitation, der siger, at tyngdekraften, der udøves af et objekt, er proportional med dens masse. Når det påføres et sfærisk legeme som en planet med en given masse, vil overfladetyngdekraften være omtrent omvendt proportional med kvadratet på dens radius. Når det påføres et sfærisk legeme med en given gennemsnitstæthed, vil det være omtrent proportionalt med dets radius.

Disse proportionaliteter kan udtrykkes ved formlen g = m/r², hvor g er Mars's overfladetyngdekraft (udtrykt som et multiplum af jordens, hvilket er 9,8 m / s²), m er dens masse - udtrykt som et multiplum af Jordens masse (5.976 · 10²⁴ kg) - og r dens radius, udtrykt som en multipel af Jordens (gennemsnitlige) radius (6.371 km).

For eksempel har Mars en masse på 6.4171 x 10²³ kg, hvilket er 0,107 gange Jordens masse. Det har også en gennemsnitlig radius på 3.389,5 km, som fungerer efter 0,532 jordradier. Marsoverfladetyngdekraften kan derfor udtrykkes matematisk som: 0,107 / 0,532², hvorfra vi får værdien 0,376. Baseret på Jordens egen overfladetyngdekraft, fungerer dette til en acceleration på 3,711 meter i sekundet i kvadratet.

Konsekvenser:

På nuværende tidspunkt er det ukendt, hvilke effekter langtidseksponering for denne tyngdekraft vil have på den menneskelige krop. Imidlertid har igangværende undersøgelser af virkningerne af mikrogravitet på astronauter vist, at det har en skadelig effekt på helbredet - hvilket inkluderer tab af muskelmasse, knogletæthed, organfunktion og endda syn.

At forstå Mars 'tyngdekraft og dens indflydelse på jordiske væsener er et vigtigt første skridt, hvis vi vil sende astronauter, opdagelsesrejsende og endda bosættere der en dag. Grundlæggende vil virkningerne af langtidseksponering for tyngdekraft, der er lidt over en tredjedel af Jorden normal, være et vigtigt aspekt af enhver plan for kommende bemandede missioner eller koloniseringsbestræbelser.

F.eks. Giver crowd-sourced projekter som Mars One mulighed for sandsynligheden for muskelforringelse og osteoporose for deres deltagere. Citerer en nylig undersøgelse af International Space Station (ISS) astronauter, anerkender de, at missionens varighed i området fra 4-6 måneder viser et maksimalt tab på 30% muskelydelse og maksimalt tab på 15% muskelmasse.

Deres foreslåede mission kræver mange måneder i rummet for at komme til Mars og for dem, der melder sig frivilligt til at tilbringe resten af deres liv på Marsoverfladen. Naturligvis hævder de også, at deres astronauter vil være "godt forberedt med et videnskabeligt gyldigt modforanstaltningsprogram, der vil holde dem sunde, ikke kun til mission til Mars, men også når de bliver tilpasset livet under tyngdekraften på Marsoverfladen." Hvad disse foranstaltninger er, skal vi stadig se.

At lære mere om Mars-tyngdekraften, og hvordan terrestriske organismer går under det, kan være en velsignelse for rumforskning og missioner til andre planeter også. Og da mere information er produceret af de mange robotlander- og orbiter-missioner på Mars såvel som planlagte bemande missioner, kan vi forvente at få et klarere billede af, hvordan Mars-tyngdekraften ligner tæt på.

Når vi kommer tættere på NASAs foreslåede bemande mission til Mars, som i øjeblikket er planlagt til at finde sted i 2030, kan vi helt sikkert forvente, at flere forskningsindsats vil blive forsøgt.

Vi har skrevet mange interessante artikler om Mars her på Space Magazine. Her er hvor stærk er tyngdekraften på andre planeter ?, Mars tyngdekraft, der skal testes på mus, Mars sammenlignet med jorden, kan asteroider rystes og omrøres af Mars 'tyngdekraft, hvordan koloniserer vi Mars? Hvordan kan vi leve på Mars? Og hvordan terraformerer vi Mars?

Oplysninger om Mars Gravity Biosatellite. Og børnene kan måske lide dette; et projekt, de kan bygge for at demonstrere Mars tyngdekraft.

Astronomy Cast har også nogle vidunderlige episoder om emnet. Her er afsnit 52: Mars og afsnit 95: Mennesker til Mars, del 2 - kolonister.

Kilder: