De planeet Mars heeft weinig gemeen. Beide planeten hebben ongeveer dezelfde hoeveelheid landoppervlak, aanhoudende poolkappen en beide hebben een vergelijkbare kanteling in hun rotatieassen, waardoor elk van hen een sterke seizoensvariabiliteit heeft. Bovendien zijn beide planeten sterk bewijs dat ze in het verleden klimaatverandering hebben ondergaan. In het geval van Mars wijst dit bewijs erop dat het ooit een levensvatbare atmosfeer en vloeibaar water op het oppervlak had.
Tegelijkertijd zijn onze twee planeten echt heel verschillend en op een aantal zeer belangrijke manieren. Een daarvan is het feit dat de zwaartekracht op Mars slechts een fractie is van wat het hier op aarde is. Het begrijpen van het effect dat dit waarschijnlijk op mensen zal hebben, is van extreem belang wanneer het tijd is om bemande missies naar Mars te sturen, om nog maar te zwijgen van potentiële kolonisten.
Mars vergeleken met de aarde:
De verschillen tussen Mars en aarde zijn allemaal cruciaal voor het bestaan van leven zoals wij dat kennen. De atmosferische druk op Mars is bijvoorbeeld maar een fractie van wat het hier op aarde is - gemiddeld 7,5 millibar op Mars tot iets meer dan 1000 hier op aarde. De gemiddelde oppervlaktetemperatuur is ook lager op Mars, met een ijskoude -63 ° C vergeleken met de zachte 14 ° C van de aarde.
En hoewel de lengte van een Marsdag ongeveer hetzelfde is als hier op aarde (24 uur 37 minuten), is de lengte van een Marsjaar aanzienlijk langer (687 dagen). Bovendien is de zwaartekracht op het oppervlak van Mars veel lager dan hier op aarde - 62% lager om precies te zijn. Op slechts 0,376 van de aardstandaard (of 0,376 g), zou een persoon die 100 kg weegt op aarde slechts 38 kg weegt op Mars.
Dit verschil in zwaartekracht aan het oppervlak is te wijten aan een aantal factoren - massa, dichtheid en straal zijn de belangrijkste. Hoewel Mars bijna hetzelfde landoppervlak heeft als de aarde, heeft het slechts de helft van de diameter en minder dichtheid dan de aarde - het bezit ongeveer 15% van het volume van de aarde en 11% van zijn massa.
Martian Gravity berekenen:
Wetenschappers hebben de zwaartekracht van Mars berekend op basis van de theorie van universele zwaartekracht van Newton, waarin staat dat de zwaartekracht van een object evenredig is met de massa. Wanneer toegepast op een bolvormig lichaam zoals een planeet met een gegeven massa, zal de zwaartekracht van het oppervlak ongeveer omgekeerd evenredig zijn met het kwadraat van zijn straal. Wanneer toegepast op een bolvormig lichaam met een gegeven gemiddelde dichtheid, zal het ongeveer evenredig zijn met de straal.
Deze proportionaliteiten kunnen worden uitgedrukt door de formule g = m/r2, waar g is de zwaartekracht van Mars (uitgedrukt als een veelvoud van de aarde, dat is 9,8 m / s²), m is de massa - uitgedrukt als een veelvoud van de massa van de aarde (5.976 · 1024 kg) - en r de straal, uitgedrukt als een veelvoud van de (gemiddelde) straal van de aarde (6.371 km).
Mars heeft bijvoorbeeld een massa van 6,4171 x 1023 kg, dat is 0,107 keer de massa van de aarde. Het heeft ook een gemiddelde straal van 3.389,5 km, wat neerkomt op 0,532 aardstralen. De zwaartekracht van Mars kan daarom wiskundig worden uitgedrukt als: 0,107 / 0,532², waarvan we de waarde 0,376 krijgen. Gebaseerd op de eigen zwaartekracht van het aardoppervlak, komt dit neer op een versnelling van 3,711 meter per seconde in het kwadraat.
Implicaties:
Momenteel is het niet bekend welke effecten langdurige blootstelling aan deze hoeveelheid zwaartekracht op het menselijk lichaam zal hebben. Lopend onderzoek naar de effecten van microzwaartekracht op astronauten heeft echter aangetoond dat het een nadelig effect heeft op de gezondheid - waaronder verlies van spiermassa, botdichtheid, orgaanfunctie en zelfs gezichtsvermogen.
Het begrijpen van de zwaartekracht van Mars en het effect ervan op aardse wezens is een belangrijke eerste stap als we op een dag astronauten, ontdekkingsreizigers en zelfs kolonisten daarheen willen sturen. Kortom, de effecten van langdurige blootstelling aan zwaartekracht die iets meer dan een derde van de aardse normaal is, zullen een belangrijk aspect zijn van alle plannen voor aankomende bemande missies of kolonisatie-inspanningen.
Bijvoorbeeld, crowdsourcing-projecten zoals Mars One houden rekening met de waarschijnlijkheid van spierverslechtering en osteoporose voor hun deelnemers. Onder verwijzing naar een recente studie van astronauten van het International Space Station (ISS) erkennen zij dat missieduur variërend van 4-6 maanden een maximaal verlies van 30% spierprestaties en maximaal verlies van 15% spiermassa laten zien.
Hun voorgestelde missie vraagt om vele maanden in de ruimte om naar Mars te gaan, en voor degenen die vrijwilligerswerk doen om de rest van hun leven op het oppervlak van Mars door te brengen. Uiteraard beweren ze ook dat hun astronauten 'goed voorbereid zullen zijn met een wetenschappelijk geldig tegenmaatregelen-programma dat hen gezond zal houden, niet alleen voor de missie naar Mars, maar ook als ze zich aanpassen aan het leven onder zwaartekracht op het Mars-oppervlak'. Wat deze maatregelen zijn, valt nog te bezien.
Meer te weten komen over de zwaartekracht van Mars en hoe terrestrische organismen eronder leven, zou een zegen kunnen zijn voor verkenning van de ruimte en missies naar andere planeten. En naarmate meer informatie wordt geproduceerd door de vele robotlander- en orbiter-missies op Mars, evenals geplande bemande missies, kunnen we een beter beeld krijgen van hoe de zwaartekracht van Mars van dichtbij is.
Nu we dichter bij de door NASA voorgestelde bemande missie naar Mars komen, die momenteel in 2030 zal plaatsvinden, kunnen we zeker verwachten dat meer onderzoeksinspanningen zullen worden ondernomen.
We hebben veel interessante artikelen over Mars geschreven hier bij Space Magazine. Hier is hoe sterk is de zwaartekracht op andere planeten?, De zwaartekracht van Mars om te worden getest op muizen, Mars in vergelijking met de aarde, asteroïden kunnen worden geschud en geroerd door de zwaartekracht van Mars, hoe koloniseren we Mars? Hoe kunnen we op Mars leven? En hoe kunnen we Mars vormen?
Informatie over de Mars Gravity Biosatellite. En de kinderen vinden dit misschien leuk; een project dat ze kunnen bouwen om de zwaartekracht van Mars te demonstreren.
Astronomy Cast heeft ook een aantal prachtige afleveringen over het onderwerp. Hier is aflevering 52: Mars en aflevering 95: Mensen naar Mars, deel 2 - Kolonisten.
Bronnen:
- NASA: Exploratie van het zonnestelsel - Mars
- MIT - Missie om het effect van de zwaartekracht van Mars op zoogdieren te onderzoeken
- Mars One - Hoe zal de Mars-missie de astronauten fysiek beïnvloeden?
- Wikipedia - Mars
