Anstatt uns dem Mars von hinten zu nähern, können wir uns dem Mars von vorne auf seiner Umlaufbahn nähern? [geschlossen]

Aus irgendeinem Grund sah oder las ich diese Frage einfach als Frage "Wie schnell können Sie zum Mars gelangen, wenn Treibstoff keine Kosten verursacht?". Das beantwortet also diese Frage. Ich habe nichts dagegen, es zu löschen, wenn dies als angemessen erachtet wird.

Wie auch immer, es hängt davon ab, was Sie mit "wenn Kraftstoff keine Kosten verursacht" meinen. Wenn Sie von etwas ausgehen, das mehr oder weniger den heutigen Raketen entspricht, aber bereit sind, mehr Treibstoff zu verbrauchen und daher weniger Nutzlast als normalerweise in Betracht gezogen werden, gibt es Flugbahnen, die Sie innerhalb der Möglichkeiten von drei oder vier Monaten zum Mars bringen Raketen, die derzeit entwickelt werden. Sie sehen nicht sehr anders aus als auf Ihrem Bild, außer dass die Transferbahn tatsächlich vorbei reichtdie Umlaufbahn des Mars, obwohl die Rakete diesen Teil der Umlaufbahn nicht macht, weil sie zuerst am Mars ankommt. Chemische Raketen haben bei weitem nicht die Fähigkeit, der Umlaufbahn der Erde (ungefähr 30 km/s) entgegenzuwirken und zum Beispiel in die „entgegengesetzte Richtung“ zu fliegen. Die übliche Art, die Optionen für diese Art von interplanetarer Flugbahn darzustellen, wird als "Schweinekotelett-Plot" bezeichnet und zeigt Optionen in Bezug auf das Abflugdatum, das Ankunftsdatum (oder die Reiselänge) und das erforderliche Delta-V. Es gibt zahlreiche Antworten zu diesem Stack-Austausch, die Beispiele dafür enthalten.

Wenn Sie sich andererseits eine "magische" Rakete vorstellen, die durch Fusion oder Antimaterie angetrieben wird und eine Beschleunigung von 1 g kontinuierlich aushalten kann (viel mehr wäre für die Besatzung unangenehm), dann sieht die schnellste Flugbahn sehr nach einer geraden Linie aus und dauert etwa 40 Stunden bei engster Annäherung (einfach verwenden$s = \frac{1}{2} a t^2$separat auf jeder Hälfte der Reise. Die Bewegungen der Planeten und die Schwerkraft der Sonne werden eine kleine Korrektur dazu sein.

Wenn Sie schließlich nur sehr kleine robuste Frachtstücke (wie einzelne Protonen oder Neutrinos) versenden möchten, können Sie diese mit nahezu Lichtgeschwindigkeit versenden, für eine absolute Mindestlieferzeit von etwa 7 Minuten.

Hier ist eine schnelle visuelle Analogie.

Stellen Sie sich vor, Sie möchten „einen Zug nehmen“; Springen Sie auf einen Flachwagen, der über die Gleise rollt.

Der traditionelle Ansatz besteht darin, in die gleiche Richtung zu laufen, in die der Zug fährt, und wenn Sie dann neben dem Auto stehen, stellen Sie sicher, dass Ihre Geschwindigkeit passt, schnappen Sie es sich und springen Sie auf. Es ist gefährlich, aber sehr machbar.

Ihr vorgeschlagener Ansatz ist, in die entgegengesetzte Richtung zu laufen, in die der Zug fährt, und dann, wenn Sie neben dem Auto stehen, entweder es zu ergreifen und aufzuspringen, oder schnell Ihre Geschwindigkeit und Richtung umzukehren und wie beim traditionellen Ansatz einzusteigen.

Keiner dieser nicht-traditionellen Ansätze wäre schön.

BEARBEITEN: Nachdem ich das gepostet hatte, wurde mir klar, dass es eine viel anschaulichere Analogie wäre, entlang der Gleise zu laufen, um den Zug einzuholen, und sich auf die Kombüse zu ziehen, als auf den sich nähernden Zug zu rennen und auf die Vorderseite des Motors zu springen.

Um einen Körper im Weltraum von einem anderen zu erreichen, müssen Sie ihre Geschwindigkeiten berücksichtigen, nicht nur ihre Positionen. Um die Erde in die andere Richtung zu verlassen, müssen Sie die Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne (etwa 30 km/s) aufheben, und wenn Sie dann den Mars erreichen, müssen Sie umkehren und sich der Geschwindigkeit des Mars anpassen. Dies ist viel teurer im Treibstoff als ein Direktflug und vor allem nicht schneller. Die Flugzeit ist darauf zurückzuführen, dass wir eine viel weiter von der Sonne entfernte Position erreichen müssen, nicht weil wir den Mars einholen müssen.