De planeten Aarde en Mars hebben weinig gemeen. Beide planeten hebben ongeveer dezelfde hoeveelheid landoppervlak, aanhoudende poolkappen, en beide hebben een vergelijkbare helling in hun rotatie-assen, waardoor elk van hen een sterke seizoensvariabiliteit biedt. Aanvullend, beide planeten vertonen sterke aanwijzingen dat ze in het verleden klimaatverandering hebben ondergaan. In het geval van Mars dit bewijs wijst erop dat het ooit een levensvatbare atmosfeer en vloeibaar water op het oppervlak had.

Tegelijkertijd, onze twee planeten zijn 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. Inzicht in 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 de aarde zijn allemaal cruciaal voor het bestaan ​​van het leven zoals wij dat kennen. Bijvoorbeeld, de atmosferische druk op Mars is maar een fractie van wat het hier op aarde is - gemiddeld 7,5 millibar op Mars tot iets meer dan 1000 hier op aarde. Ook op Mars is de gemiddelde oppervlaktetemperatuur lager, ranking in bij een ijskoude -63 ° C in vergelijking met de zwoele 14 ° C van de aarde.

En hoewel de lengte van een Marsdag ongeveer hetzelfde is als hier op aarde (24 uur 37 minuten), de lengte van een Marsjaar is aanzienlijk langer (687 dagen). Daar bovenop, de zwaartekracht op het oppervlak van Mars is veel lager dan hier op aarde - 62% lager om precies te zijn. Met slechts 0,376 van de aardse standaard (of 0,376 g), een persoon die op aarde 100 kg weegt, weegt op Mars slechts 38 kg.

Dit verschil in oppervlaktezwaartekracht is te wijten aan een aantal factoren:massa, dichtheid, en straal is de belangrijkste. Hoewel Mars bijna hetzelfde landoppervlak heeft als de aarde, het heeft slechts de helft van de diameter en minder dichtheid dan de aarde - met ongeveer 15% van het volume van de aarde en 11% van zijn massa.

De zwaartekracht van Mars berekenen:

Wetenschappers hebben de zwaartekracht van Mars berekend op basis van Newton's Theory of Universal Gravitation, die stelt dat de zwaartekracht die door een object wordt uitgeoefend evenredig is met zijn massa. Wanneer toegepast op een bolvormig lichaam zoals een planeet met een bepaalde massa, de zwaartekracht aan het oppervlak zal ongeveer omgekeerd evenredig zijn met het kwadraat van zijn straal. Wanneer toegepast op een bolvormig lichaam met een gegeven gemiddelde dichtheid, het zal ongeveer evenredig zijn met zijn straal.

Deze evenredigheden kunnen worden uitgedrukt met de formule g =m/r ² , waarbij g de oppervlaktezwaartekracht van Mars is (uitgedrukt als een veelvoud van de aarde, dat is 9,8 m/s²), m is zijn massa - uitgedrukt als een veelvoud van de massa van de aarde (5,976·10 ²⁴ kg) - en r zijn straal, uitgedrukt als een veelvoud van de (gemiddelde) straal van de aarde (6, 371 kilometer).

Bijvoorbeeld, Mars heeft een massa van 6,4171 x 10 ²³ kg, dat is 0,107 keer de massa van de aarde. Het heeft ook een gemiddelde straal van 3, 389,5 kilometer, wat neerkomt op 0,532 aardstralen. De oppervlaktezwaartekracht van Mars kan daarom wiskundig worden uitgedrukt als:0,107/0,532², waaruit we de waarde van 0,376 krijgen. Gebaseerd op de zwaartekracht van het aardoppervlak, dit komt neer op een versnelling van 3.711 meter per seconde kwadraat.

Implicaties:

Momenteel, het is niet bekend welke effecten langdurige blootstelling aan deze hoeveelheid zwaartekracht op het menselijk lichaam zal hebben. Echter, lopend onderzoek naar de effecten van microzwaartekracht op astronauten heeft 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 astronauten willen sturen, ontdekkingsreizigers, en zelfs kolonisten daar ooit. In principe, de effecten van langdurige blootstelling aan zwaartekracht die iets meer dan een derde van de aarde normaal is, zullen een belangrijk aspect zijn van alle plannen voor komende bemande missies of kolonisatie-inspanningen.

Bijvoorbeeld, crowd-sourced projecten zoals Mars One houden rekening met de kans op spierverslechtering en osteoporose voor hun deelnemers. Onder verwijzing naar een recente studie van astronauten van het International Space Station (ISS), ze erkennen dat missieduur variërend van 4-6 maanden een maximaal verlies van 30% spierprestaties en een maximaal verlies van 15% spiermassa laat zien.

Hun voorgestelde missie vereist vele maanden in de ruimte om naar Mars te gaan, en voor degenen die vrijwillig de rest van hun leven op het oppervlak van Mars leven. Van nature, ze beweren ook dat hun astronauten "goed voorbereid zullen zijn met een wetenschappelijk geldig tegenmaatregelenprogramma dat hen gezond zal houden, niet alleen voor de missie naar Mars, maar ook als ze worden aangepast aan het leven onder zwaartekracht op het oppervlak van Mars." Wat deze maatregelen zijn valt nog te bezien.

Meer leren over de zwaartekracht van Mars en hoe terrestrische organismen eronder leven, kan ook een zegen zijn voor ruimteverkenning en missies naar andere planeten. En naarmate er meer informatie wordt geproduceerd door de vele robotlanders en orbitermissies op Mars, evenals geplande bemande missies, we kunnen verwachten een duidelijker beeld te krijgen van hoe de zwaartekracht van Mars van dichtbij is.

Naarmate we dichter bij NASA's voorgestelde bemande missie naar Mars komen, die momenteel gepland staat in 2030, we kunnen zeker verwachten dat er meer onderzoeksinspanningen zullen worden geprobeerd.