Wie lange dauert ein Flug zum Mars?
Gehen wir einmal davon aus, dass wir schon bald eine bemannte Mission zum Planeten Mars von der Erde aus starten könnten, so wäre der kürzeste Weg in einem Zeitfenster von etwa zwei Jahren offen denn; etwa alle zwei Jahre sind sich die Erde und der Mars besonders Nahe. Da sich sowohl Erde wie auch Mars auf elliptischen Bahnen bewegen, ist der Mars ist nicht immer gleich weit von der Erde entfernt. Der Abstand zum Mars schwankt daher zwischen 56 und 401 Millionen km. Deshalb starten die ESA und NASA ihre Marsmissionen immer dann, wenn sich Erde und Mars am nächsten sind.
Wie lange benötigen die Missionen bis zum Mars?
Die Marsrover Spirit und Opportunity brauchten für die Strecke im Jahr 2003 – genau wie die ESA-Marssonde Mars Express – knapp sieben Monate. Der Polarlander Phoenix welcher 2007 startete, benötigte fast zehn Monate. Mit einem bemannten Raumfahrzeug läge die Flugdauer zum Mars zwischen 15 und 16 Monaten bzw. 450 und 490 Tagen.
Rückflug zur Erde vom Mars
Sollte es zu einem bemannten Flug zum Mars kommen, so stellt sich natürlich die Frage: Wann kann man wieder zurück?
Wie bereits bei Flug zum Mars hin, müsste man beim Rückflug den Zeitpunkt abwarten, bis der Abstand zwischen Mars und Erde am geringsten ist um wieder zur Erde zurückzukehren. Auf dem Mars oder in einer Umlaufbahn um den Mars müsste daher ein Aufenthalt von ca. 16 Monaten eingeplant werden. Die Gesamte Reise würde somit etwa 1000 Tage andauern.
Wann fliegen wir denn nun zum Mars?
Auf der virtuellen Konferenz der Mars Society sagte Elon Musk, Chef vom SpaceX, dass seine erste unbemannte Mars-Mission im Startfenster in 2024 zum roten Planeten aufbricht. „Ich denke, wir haben eine faire Chance“, gab sich der Milliardär bescheiden. Bei SpaceX müsse man Innovationen schneller implementieren, kommentierte er per Videochat. Man werde wohl noch einige Raumschiffe verlieren, gab er zu.
Halli Sonnen-sturm-Team,
ich bin etwas von der Flugzeit zum Mars irritiert.
“[…] Flugdauer zum Mars zwischen 7 und 8 Monaten bzw. 450 und 500 Tagen.
Also soweit ich weiß sind 7/8 Monate keine 450/500 Tage.
Welche Angabe stimmt den nun?
Viele Grüße,
Robert
Hallo Robert,
vielen Dank für Deinen Hinweis, ich habe die entsprechende Stelle korrigiert.
Viele Grüße
Dominik
Eigentlich sind die „Flugtage“ für bemannte“ Missionen berechnet, die 7-8 Monate für die unbemannten Marssonden (bin mal gespannt, bis wann man da dann auch „unbefraut“ und „befraute“ Wörter im Rahmen der Gleichberechtigung fordert!)
Hallo Sonnen-Sturm-Team,
ich sehe hier einen Rechenfehler. Oder ich habe eine Fehler in meiner Berechnung.
Wenn man zum Mars fliegen möchte, würde man versuchen bei der geringsten Entfernung starten = 56 Mio. km. Bei den angegeben Tagen von 450 müsste das Raumschiff eine Geschwindigkeit von 5185 km/h. Bereits 1969 wurden bei bemannten Raumschiffen (Apollo 10) eine Geschwindigkeit von 39.895 km/h gemessen. Demnach bräuchte das Raumschiff 58 Tage. Wie schnell könnte denn ein bemanntes Raumschiff derzeit fliegen?
… das „Schlimme“ (nicht so ganz ernst gemeint) ist, dass man heutzutage auf alles immer einfache Antworten erwartet. Aber komplexe Dinge kann man nicht in einem Satz beschreiben. Und genauso wie bei einer kleinen Drohne nicht der „Pilot“, sondern ein Computer die Drohne fliegt, der pro Sekunde hunderte bis tausende Berechnungen ausführt, die auf Steuer- und Sensordaten beruhen, wobei sich mehr oder weniger gegenseitig aufhebende Drehmomente, Luftwiderstäne, Lageveränderungen, Luftdruckveränderungen, Ultraschall- oder Radarechos, GPS-Daten und andere Dinge berücksichtigt werden müssen, wenn der Pilot den Steuerknüppel nach vorn drückt, so ist es auch bei der Frage, wie lang der Flug zum Mars dauert nicht so, dass man aus der Fluggeschwindigkeit und der Entfernung nach der Formel t=s/v mal schnell die Zeit ausrechnet …
Ohne an diese Stelle in komplexe Berechnungen zu verfallen muss man sich nur vorstellen, dass man über 99.999 % der Strecke ohne Antrieb zurück legen muss. Allein schon deshalb, weil man für einen kontinuierlichen Antrieb und auch das entsprechende Bremsmanöver einfach nicht den nötigen Treibstoff mitnehmen kann. Und damit sind wir bei der berühmten Gewehrkugel, die beim Abfeuern im Gewehrlauf auf eine so hohe Geschwindigkeit beschleinigt werden muss, sodass sie beim Verlassen des Laufes schnell genug ist, ihr weit entferntes Ziel nicht nur zu erreichen, sondern auch zu durchschlagen.
Angewendet auf unsere Raumsonde oder unser Raumschiff heißt das: Solange die Rakete brennt, befinden wir uns im Gewehrlauf. Ab Brennschluss fliegen wir nur noch mit „Schwung“. Soweit so gut. Jetzt kommen die Probleme.
1. Beschleunigung: Wir können es nicht ganz so heftig angehen, wie beim Gewehr. Material und vor allen Dingen Mensch würde das nicht aushalten. Also wird aus den Bruchteilen einer Sekunde, die das Ganze bei einem Schuss dauert eine Angelegenheit, die vielleicht 20 Min dauert. Das ist immer noch eine recht unangenehme Sache. Danach ist unsere Rakete ausgebrannt und damit Schrott, von dem wir uns wohl trennen sollten. Ab dann fühlt sich die Reise so an, als fallen wir bis zum Mars. Währenddessen zerren anfangs die Erdanziehung und gegen Ende die Marsanziehung am Schiff, sodass sich während des Falles (ich vermeide „freien Falles“) ständig die Richtung (gekrümmte Bahnen) und die Geschwindigkeit unseres Schiffes ändert
Spätestens jetzt sind wir bei Problem Nummer zwei. Alles bewegt sich. Die Planeten umkreisen die Sonne. Und da die Erde näher an der Sonne ist als der Mars, umkreist die Erde die Sonne schneller als der Mars. Genau deshalb überholt die Erde etwa alle 2 Jahre den Mars (der Mars bönötigt etwa 687 (Erden)Tage, um die Sonne einmal zu umrunden – die Erde nur 365) und ist ihm dabei natürlich deutlich näher als zum Zeitpunkt, wenn beide eine halbe Runde auseinander sind und man erst bis zur Sonne und dann darüber hinaus wieder bis zum Mars fliegen müsste – alsso etwa 400 Mio km statt etwa 50 Mio km
Was sagt uns das? Timing ist alles! Rechtzeitig losfliegen, um etwa beim geringsten Abstand anzukommen, möglichst schnell alles interessante erkunden und dann nach gleichem Schema zur Erde wieder zurück, bevor sie wieder für 2 Jahre außer Reichweite ist (da war ja das Treibstoffproblem). Alternativ könnte man hier allerdings auch einfach mal eine Ehrenrunde auf dem Mars um die Sonne drehen – aber dabei gibts andere Probleme …
Zusätzlich zum Timig gibts noch ein 3. Problem, das aber wiederum auch Einfluss auf das Timing hat. Wir wollten ja nicht wie eine Gewehrkugel das Ziel durchschlagen, sondern möglichst mit einer relativen Geschwindigkeit von Null auf dem Planeten ankommen. Dabei kommen wir leider nicht daran vorbei, bremsen zu müssen, was wiederum eine ausreichende Treibstoffmenge und natürlich ein Triebwerk und zum Schluss dann noch ein Fallschirm-System erfordert, was wir noch zusätzlich mitnehemen müssen. Hinzu kommt dann eigentlich noch alles was wir benötigen, um auch wieder zurück zu kommen plus Lebenserhaltung inkl. Luft, Wasser, Nahrung, Strahlungsschutz und cooles Marsspielzeug zum Rumfahren, Löcher in den Boden zu bohren usw., was alles in allem doch einige Tonnen wiegen wird und was letztenlich dazu führt, das man im Detail einige Dinge etwas anders lösen wird (nicht alles in einer Rakete, vielleicht Start vom Mond, Raumstation in Marsumlaufbahn und unbemannte Flüge mit Marsequipment, bei denen keine Lebenserhaltungssysteme notwendig sind). Am Grundproblem ändert das alles aber nicht viel.
Alles in allem also tausende Faktoren, die auf die zu bewegende Masse und den Zeitrahmen zu jeder Sekunde der Mission Einfluss haben.
Und genau deshalb kann man nicht einfach Zeit gleich Weg durch Geschwindigkeit rechenen. Der ganze Ablauf ist alles andere als linear. Es gibt große Unterschiede zwischen minimaler und maximaler Reisegeschwindigkeit während des gesamten Fluges …
Es kann ja mal einer ausrechnen, wie lange der Flug im optimalen Fall dauern würde, wenn man während des ganzen Fluges mit 1g beschleimigen bzw. beim Bremsen mit 1g verzögern könnte.
Hinweis: die Flugstrecke ist auf jeden Fall länger als 50 Mio km ;-)
(p.s. ich hoffe, dass ich nicht so viele Tippfehler habe)
„beschleimigen“ war wohl der Beste 🙂