HVOR STERK ER TYNGDEKRAFTEN På MARS?

Send

Planeten Mars har få ting til felles. Begge planetene har omtrent samme mengde landoverflate, vedvarende polare kapper, og begge har en lignende vipp i rotasjonsaksene, noe som gir hver av dem sterk sesongvariabilitet. I tillegg presenterer begge planetene sterke bevis for å ha gjennomgått klimaendringer i fortiden. I Mars 'tilfelle peker dette beviset mot at det en gang har en levedyktig atmosfære og flytende vann på overflaten.

Samtidig er de to planetene våre veldig forskjellige, og på en rekke veldig viktige måter. En av disse er det faktum at tyngdekraften på Mars bare er en brøkdel av det den er her på jorden. Å forstå effekten dette sannsynligvis vil ha på mennesker er av ekstrem betydning når det er på tide å sende besatte oppdrag til Mars, for ikke å snakke om potensielle kolonister.

Mars sammenlignet med jorden:

Forskjellene mellom Mars og Jorden er alle avgjørende for livets eksistens slik vi kjenner det. For eksempel er atmosfæretrykket på Mars en liten brøkdel av hva det er her på jorden - i gjennomsnitt 7,5 millibar på Mars til drøyt 1000 her på jorden. Den gjennomsnittlige overflatetemperaturen er også lavere på Mars, rangert på en svak -63 ° C sammenlignet med jordens svake 14 ° C.

Og mens lengden på en marsdag er omtrent den samme som den er her på jorden (24 timer 37 minutter), er lengden på et marsår betydelig (687 dager). På toppen av dette er tyngdekraften på overflaten til Mars mye lavere enn den er her på jorden - 62% lavere for å være presis. På bare 0,376 av jordens standard (eller 0,376 g), ville en person som veier 100 kg på jorda bare veie 38 kg på Mars.

Denne forskjellen i overflatetyngdekraft skyldes en rekke faktorer - masse, tetthet og radius er den fremste. Selv om Mars har nesten samme landoverflate som Jorden, har den bare halvparten av diameteren og mindre tetthet enn Jorden - og har omtrent 15% av jordens volum og 11% av massen.

Beregne Mars-tyngdekraften:

Forskere har beregnet Mars 'tyngdekraft basert på Newtons teori om universell gravitasjon, som sier at gravitasjonskraften som utøves av en gjenstand, er proporsjonal med dens masse. Når den påføres et sfærisk legeme som en planet med en gitt masse, vil overflatets tyngdekraft være omtrent omvendt proporsjonal med kvadratet på radiusen. Når den påføres et sfærisk legeme med en gitt gjennomsnittlig tetthet, vil den være tilnærmet proporsjonal med dens radius.

Disse proporsjonalitetene kan uttrykkes ved formelen g = m/r², hvor g er overflatetyngden til Mars (uttrykt som et multiplum av jordens, som er 9,8 m / s²), m er dens masse - uttrykt som et multiplum av jordas masse (5.976 · 10²⁴ kg) - og r dens radius, uttrykt som et multiplum av jordas (gjennomsnittlige) radius (6 371 km).

For eksempel har Mars en masse på 6.4171 x 10²³ kg, som er 0,107 ganger jordens masse. Den har også en gjennomsnittsradius på 3.389,5 km, som fungerer til 0,532 jordradier. Overflatevekten til Mars kan derfor uttrykkes matematisk som: 0,107 / 0,532², hvorfra vi får verdien 0,376. Basert på jordas egen overflatetyngdekraft, fungerer dette til en akselerasjon på 3,711 meter per sekund i kvadratet.

Konsekvenser:

For tiden er det ukjent hvilke effekter langsiktig eksponering for denne gravitasjonsmengden vil ha på menneskekroppen. Pågående forskning på virkningene av mikrogravitasjon på astronauter har imidlertid vist at det har en skadelig effekt på helsen - som inkluderer tap av muskelmasse, bentetthet, organfunksjon og til og med syn.

Å forstå Mars 'tyngdekraft og dens innvirkning på landlevende vesener er et viktig første skritt hvis vi vil sende astronauter, oppdagelsesreisende og til og med nybyggere dit en dag. I utgangspunktet vil virkningene av langsiktig eksponering for tyngdekraften som er litt over en tredjedel av jordens normale være et sentralt aspekt av alle planer for kommende bemannede oppdrag eller koloniseringsinnsats.

For eksempel gir publikum-hentede prosjekter som Mars One muligheter for sannsynligheten for muskelforringelse og osteoporose for deltakerne. De siterer en fersk undersøkelse av International Space Station (ISS) astronauter, og erkjenner at oppdragsvarighet fra 4-6 måneder viser et maksimalt tap på 30% muskelytelse og maksimalt tap på 15% muskelmasse.

Deres foreslåtte oppdrag krever mange måneder i rom for å komme seg til Mars, og for de som melder seg frivillig til å tilbringe resten av livet på å bo på Marsoverflaten. Naturligvis hevder de også at astronautene deres vil være "godt forberedt med et vitenskapelig gyldig mottiltaksprogram som vil holde dem sunne, ikke bare for oppdraget til Mars, men også etter hvert som de blir tilpasset livet under tyngdekraften på Mars-overflaten." Hva disse tiltakene er gjenstår å se.

Å lære mer om tyngdekraften og hvordan jordiske organismer går under det, kan være en velsignelse for romutforskning og oppdrag til andre planeter også. Og etter hvert som mer informasjon blir produsert av de mange robotlander- og orbiteroppdragene på Mars, så vel som planlagte bemannede oppdrag, kan vi forvente å få et tydeligere bilde av hvordan Mars-tyngdekraften er på nært hold.

Når vi kommer nærmere NASAs foreslåtte bemannede oppdrag til Mars, som for tiden er planlagt å finne sted i 2030, kan vi absolutt forvente at mer forskningsinnsats vil bli forsøkt.

Vi har skrevet mange interessante artikler om Mars her på Space Magazine. Her er hvor sterk er tyngdekraften på andre planeter ?, Mars-tyngdekraften som skal testes på mus, Mars sammenlignet med jorden, kan asteroider bli rystet og omrørt av Mars 'tyngdekraft, hvordan koloniserer vi Mars? Hvordan kan vi leve på Mars ?, og hvordan terraformerer vi Mars?

Informasjon om Mars Gravity Biosatellite. Og barna kan like dette; et prosjekt de kan bygge for å demonstrere Mars tyngdekraft.

Astronomy Cast har også noen fantastiske episoder om emnet. Her er avsnitt 52: Mars, og episode 95: Humans to Mars, Part 2 - Colonists.

kilder: