المسافة بين الأرض وكوكب المريخ

تتناول هذه المقالة موضوع المسافة بين كوكب الأرض وكوكب المريخ بالكيلومتر، حيث أن الأرض والمريخ يُصنّفان ضمن كواكب المجموعة الشمسية. تحتل الأرض المركز الثالث من حيث البعد عن الشمس، تليها مباشرةً كوكب المريخ الذي يأتي في المركز الرابع.

نبذة عن كوكب المريخ

يُعتبر كوكب المريخ الكوكب الرابع في ترتيب كواكب المجموعة الشمسية، والذي يدور حول الشمس في مدار دائري مختلف عن باقي الكواكب، مما يجعل مسافة الفصل بين الأرض والمريخ متقلبة باستمرار.
أدنى مسافة بين الأرض والمريخ تُقدّر بحوالي 54.6 مليون كيلومتر، بينما تبلغ أقصى مسافة نحو 401 مليون كيلومتر.
عند احتساب متوسط هاتين المسافتين، تصل المسافة المقدرة بين الأرض والمريخ تقريبًا إلى 225 مليون كيلومتر.
يعد المريخ من بين الكواكب السابعة في نظام المجموعة الشمسية من حيث الحجم، إذ يبلغ قطره نحو 6794 كيلومتر.
ما يميز هذا الكوكب الأحمر هو أنه يمكن رؤيته من الأرض، مما ساهم في معرفته عبر العصور، وهو يشبه الأرض في نواحٍ عديدة باستثناء الحجم، حيث تعتبر الأرض أكبر بكثير.
تتباين درجات الحرارة على سطح المريخ بشكل كبير، وذلك لما يدور حوله في مدار إهليلجي، كما يحتوي على العديد من الرواسب الكربونية.
لا تتمتع الأرض بنفس الفقر في الغلاف الجوي الذي يمتلكه المريخ، وهذا يعزى إلى قدرة الأرض على تحويل ثاني أكسيد الكربون.
في الوقت ذاته، لا يستطيع المريخ الاحتفاظ بدرجات الحرارة بسبب غلافه الجوي الرقيق، الذي يتكون بنسبة 96% من ثاني أكسيد الكربون وحوالي 2.7% نيتروجين، و1.6% أرغون، و0.15% أكسجين، مع محتوى ضئيل جداً من الماء.

قياس المسافة بين الأرض والمريخ بالكيلومتر

في عام 2003، اقترب كوكب المريخ جداً من الأرض، حيث كانت المسافة بينهما حوالي 34,647,420 ميل، أي ما يعادل 55,757,930 كيلومتر، واستغل علماء الفلك هذا التقارب عبر تلسكوب هابل لرصد الكوكب الأحمر.
يجب أخذ بعين الاعتبار أن المسافة بين الأرض والمريخ ليست ثابتة، بل تتراوح بسبب حركة كل من الكوكبين حول الشمس، حيث يُعتبر المريخ الكوكب الرابع من حيث قربه من الشمس، والثاني من حيث قربه من الأرض.
في النظرية، تقترب الأرض والمريخ بشكل كبير عندما يكون المريخ في أقرب نقطة من الشمس، والمعروفة باسم الحضيض، في حين تكون الأرض عند أبعد نقطة عن الشمس المعروفة بالأوج. خلال هذا التفاوت، يمكن أن تصل المسافة إلى 33.9 مليون ميل أو بحوالي 54.6 مليون كيلومتر.
لكن الأقرب المُسجّل حدث في عام 2003، حيث كانت المسافة 34.8 مليون ميل، أي 65 مليون كيلومتر.
عندما تكون الأرض والمريخ في أبعد نقطة بينهما، تصبح المسافة نحو 250 مليون ميل، أي 401 مليون كيلومتر.
وبالنظر إلى متوسط المسافة بين الكوكبين، فإنها تصل إلى 140 مليون ميل أي ما يعادل 225 مليون كيلومتر.

أسباب اختلاف المسافة بين الأرض والمريخ بالكيلومتر

يتطلب فهم أسباب تغير المسافة بين الأرض والمريخ شرحًا مبسطًا لميكانيكا الدوران حول الشمس.
تدور كل من الأرض والمريخ حول الشمس بسرعات مختلفة، مما يؤدي إلى تباين دائم في المسافة بينهما.
تُدور الكواكب في مدارات إهليلجية، مما يعني أن المسافة القريبة من الشمس متغيرة، وعندما يتحرك أحد الكواكب بسرعة أكبر أو أبطأ، تتغير المسافات.
حتى عندما تقترب الكواكب من بعضهم البعض، فإن المسافة لا تزال ملحوظة، حيث تدور الكواكب حول الشمس في مدارات إهليلجية متنوعة، مما يؤدي إلى تغييرات مستمرة.

حساب سرعة الضوء والمسافة بين الأرض والمريخ

تحدد سرعة الضوء المسافة بين الأرض والمريخ، حيث يتنقل الضوء بسرعة 186,282 ميلًا في الثانية، ما يعادل تقريباً 299,792 كيلو متر في الثانية.

لذا، يمكن حساب الوقت المستغرق لوصول ضوء المريخ إلى الأرض كما يلي:

أسرع حركة للضوء تعادل 182 ثانية، أو 3.3 دقيقة.
أقل وقت مسجل هو 187 ثانية، أو 3.11 دقيقة.
أبعد تسجيل ممكن للضوء هو 1,342 ثانية، أو 22.40 دقيقة.
متوسط وقت وصول الضوء يبلغ حوالي 751 ثانية، أو ما يزيد قليلاً عن 12.50 دقيقة.

خصائص كوكب المريخ مقارنة بكوكب الأرض

تقارن خصائص المريخ مع خصائص الأرض حيث أن مساحة كوكب المريخ تصل إلى نصف مساحة كوكب الأرض، وكتلته تعادل ثلث كتلة الأرض.
تختلف كثافة المريخ بنسبة 15% عن كثافة الأرض، والجاذبية السطحية لكوكب المريخ تعادل حوالي 38% من جاذبية الأرض.
ضغط الهواء على سطح المريخ يُقدّر بحوالي 0.75% من الضغط الجوي للأرض.
تلفت ملاحظة لون سطح المريخ البرتقالي أو الأحمر نظرًا لإحتواءه على أكسيد الحديد، بجانب الألوان الأخرى كاللون البني والتان والأخضر المتأتية من المعادن.
يتكون الغلاف الجوي للمريخ من 95% من ثاني أكسيد الكربون، و3% من النيتروجين، و1.6% من الأرجون، مع نسبة ضئيلة من الماء والأكسجين.
يُصنف المريخ ككوكب صخري يتحلى بلون أحمر مميز، ويتميز بكونه أبرد بكثير من الأرض، حيث تستغرق السنة على المريخ حوالي 687 يومًا أرضيًا.

تقابل كوكب الأرض مع كوكب المريخ

يتحقق تقابل الكوكبين عندما يقترب المريخ من الأرض، ويظهر كنجمة حمراء ساطعة، مما يجعله من أكثر الأجرام السماوية سطوعًا.
يتفوق كوكب المريخ في اللمعان على كوكب الزهرة وكوكب المشتري، ويمكن رؤيته بسهولة بالعين المجردة.
يبلغ متوسط المسافة بين الكوكبين خلال التقابل حوالي 54.6 مليون كيلومتر، غير أن أقرب تقابل تم تسجيله كان في عام 2003، حيث كانت المسافة 56 مليون كيلومتر.
هذا التقابل كان من أقرب النقاط خلال الخمسين ألف سنة الماضية.

جدول يتضمن أحدث تقابلات الأرض والمريخ من 2007 إلى 2020

تستعرض هذه الفقرة أهم تقابلات الكوكبين منذ عام 2007 حتى عام 2020:

في 24 ديسمبر 2007، كانت المسافة بين الكوكبين 88.2 مليون كيلومتر، أي 54.8 مليون ميل.
في 29 يناير 2010، بلغت المسافة 99.3 مليون كيلومتر، أي 61.7 مليون ميل.
في 3 مارس 2012، كانت المسافة 100.7 مليون كيلومتر، أي 62 مليون ميل.
في 8 أبريل 2014، سجلت المسافة 92.4 مليون كيلومتر، أي 57.4 مليون ميل.
في 22 مايو 2016، كانت المسافة 75.3 مليون كيلومتر، أي 46.8 مليون ميل.
في 27 يوليو 2018، كانت المسافة 57.6 مليون كيلومتر، أي 35.8 مليون ميل.
في 13 أكتوبر 2020، كانت المسافة 62.1 مليون كيلومتر، أي 38.6 مليون ميل.
تميز المريخ في عام 2018 بلون أحمر ساطع ولافت في السماء.

تقابل كوكب الأرض مع المريخ

تكون المسافة بين الأرض والمريخ بالكيلومتر في حالة التقابل عند نقطة الأوج.

عند هذه النقطة تكون المسافة حوالي 401 مليون كيلومتر، أي 249 مليون ميل.
المسافة المتوسطة بين الكوكبين تبلغ حوالي 225 مليون كيلومتر، مما يجعلها نقطة انطلاق مناسبة لإطلاق المركبات الفضائية من الأرض إلى المريخ.
تنخفض المسافة بين الكوكبين كل عامين تقريبًا، وهو وقت مثالي للإقلاع إلى الكوكب الأحمر.
تكشف سجلات بعثات الفضاء أنها تنطلق كل عامين تقريبًا نحو المريخ.

بعض البعثات الأخيرة التي تم إرسالها إلى كوكب المريخ تتضمن:

بعثة MER-A Spirit التي أُطلقت في عام 2003.
بعثة MER-B Opportunity التي أُطلقت في عام 2003.
بعثة Phoenix التي أُطلقت في عام 2007.
بعثة Fobos-Grunt التي أُطلقت في عام 2011.
بعثة MSL Curiosity التي أُطلقت في عام 2011.
المركبات الفضائية لا تطلق مباشرة إلى المريخ وإنما تتجه إلى نقطة تلاقي المستقبل للمريخ لتوفير الوقود.
تبدأ المركبات مسافتها من مدار الأرض ثم تعبر نحو نقطة تقاطع المريخ معها، وفي الوقت ذاته يكون المريخ قريبًا من الأرض.
تستغرق الرحلة من الأرض إلى المريخ حوالي 250 يومًا.

الوصول إلى المريخ والمسافة بينه وبين الأرض

العلماء لا يستطيعون الوصول إلى المريخ في الوقت الفعلي بسبب المسافة الكبيرة بين الأرض والمريخ بالكيلومتر.
لذا ينتظرون لحين تصل الإشارة إلى المريخ وتعود.
عندما يكون الكوكبان في أقرب نقطة نظرية، تُعاد الإثارة حول مسافة 54.6 مليون كيلومتر، فتستغرق الإشارة للذهاب حوالي ثلاث دقائق وتحتاج ثلاث دقائق أخرى للعودة.
أما عندما تكون المسافة في الابعد، فإن استغراق الإشارة يصل إلى الواحد والعشرين دقيقة.
هكذا، تمتلك المركبات الفضائية نظام تحكم ذاتي كامل لتقليل الحاجة للتدخل البشري.
تضم المركبات أنظمة حاسوبية تتيح معرفة البيئة المناسبة لها، مما يساعدها على تجنب المخاطر.
سبب عدم إرسال بعثة إلى المريخ يعود إلى المسافة بين كوكبي الأرض والمريخ، لذا يتم إرسال مركبات فضائية ذات التحكم الذاتي.
يعمل العلماء بلا كلل على تقصير وقت رحلات الفضاء بهدف إرسال بعثات بشرية في المستقبل.

أسرع مركبة فضائية وحساب المسافة التقريبية للوصول إلى المريخ

كانت أسرع مركبة فضائية تابعة لوكالة ناسا هي مهمة نيو هورايزنز، والتي أُطلقت في عام 2015 لزيارة كوكب بلوتو.

غادرت المركبة الأرض في يناير عام 2006، بسرعة تصل إلى 58,000 كيلومتر، أي 36,000 ميل في الساعة.

إذا سافرت مثل هذه المركبة إلى المريخ في خط مستقيم، فإن الوقت الذي تحتاج إليه للإقلاع من الأرض والوصول إلى كوكب المريخ سيكون تقريبًا:

أسرع وقت وصول هو 942 ساعة، أي حوالي 39 يومًا.
أقرب وقت مُسجّل لوصول المركبة هو 967 ساعة، أو حوالي 41 يومًا.
الوقت الأبعد للوصول هو 6,944 ساعة، أي حوالي 289 يومًا.
متوسط وقت الوصول هو 3,888 ساعة، أي ما يقارب 162 يومًا.
تشير هذه الحسابات إلى قياس المسافات بين الكواكب، حيث يقاس البعد بين الأرض والمريخ بالكيلومتر كخط مستقيم.
ومع ذلك، فإن الإقلاع والسفر من الأرض إلى المريخ في أبعد نقطة سيكون مداريًا حول الشمس.
وعندما يكون الكوكبان على نفس الجانب من الشمس، مع الافتراض أنهما ثابتان في المسافة.

أسرع مركبة فضائية وحساب المسافة التقريبية

عندما يتم إطلاق مركبة فضائية من الأرض، سيبقى كوكب المريخ على بعد المسافة المستغرقة خلال 39 يومًا.
يتوجب على المهندسين حساب المسارات المدارية المثالية للكواكب حول الشمس، رغبة في التحكم بإطلاق المركبات الفضائية نحو كواكبها في الوقت المناسب.
المسافة ليست العامل الوحيد في قياس الرحلات بين الكواكب، بل يُحسب الوقود أيضًا حيث يجب قياس الموقع المتوقع للكوكب عند الوصول وليس تموضعه في لحظة الإقلاع.
ناهيك عن أن المركبة الفضائية بحاجة إلى التقليل من سرعتها عند الدخول في مدارٍ كوكب جديد لتفادي المجاذيب.
بالتالي، فإن الوصول من الأرض إلى المريخ يعتمد على موقع الكوكبين في مداراتهما، بالإضافة إلى الأنظمة والتقنيات الموجودة في نظام الدفع.

الوقت اللازم لإتمام المدار الإهليلجي لكوكب المريخ

في سياق موضوع المسافة بين الأرض والمريخ بالكيلومتر، يوضح كريغ باتن، أستاذ الفيزياء بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو (UCSD)، أنه يحتاج وقتاً يصل إلى عام للشمس لاستكمال مدار الأرض، بينما يحتاج المريخ نحو عامين تقريبًا.
المدار الإهليلجي الذي يحمل المركبة من الأرض إلى المريخ هو الأطول على الإطلاق، بينما الأقصر يكون للكواكب.
بناءً على ذلك، يُمكن تقدير المدة المطلوبة لإكمال هذا المدار من خلال اعتماد متوسط المدارات للكوكبين.
تُعتبر مدة المدار الأرضي عامًا، بينما يحتاج المريخ لأقل من عامين.
لذا، يُقدّر المتوسط الإجمالي لإتمام المدار الإهليلجي بحوالي سنة ونصف.
تتطلب المهمة حرق المزيد من الوقود لتقليل المسافة، لكن الخطط الحديثة لا تزال بحاجة للتقنيات المتاحة.
أشار كريغ باتن إلى أن التكنولوجيا المستقبلية ستساهم بشكل كبير في تقصير مدة الرحلة.
نظام الإطلاق الفضائي (SLS) التابع لوكالة ناسا سيكون الأساس لإطلاق البعثات المستقبلية، بما فيها رحلات بشرية.

بعثات تاريخية من الأرض إلى المريخ والوقت المستغرق للوصول

في سياقنا حول المسافة بين الأرض والمريخ بالكيلومتر، نستعرض أهم البعثات التاريخية التي انطلقت من الأرض وصولاً إلى كوكب المريخ والمدة المستغرقة في كل منها:

تفاصيل البعثات مُرتبة زمنياً وفق تاريخ الإقلاع:

مارينر 4، والتي انطلقت عام 1964 واحتاجت إلى 228 يومًا للوصول إلى كوكب المريخ.
بعثة مارينر 6، والتي انطلقت عام 1969 واحتاجت إلى 155 يومًا تقريبًا.
بعثة مارينر 7، والتي أُطلقت أيضاً عام 1969 واستغرقت 128 يومًا.
مارينر 9، والتي أُطلقت في عام 1971 واستغرقت على مدى 168 يومًا.
بعثة فايكينغ 1، وهي الأولى التي هبطت على سطح المريخ، انطلقت في عام 1975 واستغرقت حوالي 304 أيام.
بعثة فايكينغ 2، وهي مركبة مدارية وهبوط، انطلقت في عام 1975 أيضاً واستغرق حوالي 333 يوماً.

بعثات تاريخية أخرى من الأرض إلى المريخ

مارس غلوبال سورفيور (Mars Global Surveyor)، التي أُطلقت عام 1996 واستغرقت نحو 308 أيام.
مارس باثفايندر (Mars Pathfinder)، التي أُطلقت عام 1996 واستغرقت حوالي 212 يومًا.
مارس أوديسي (Mars Odyssey)، التي انطلقت عام 2001 واستغرقت حوالي 200 يوم.
مارس إكسبريس أوربيتر (Mars Express Orbiter)، التي أُطلقت عام 2003 واستغرقت حوالي 201 يوم.
مارس ريكونيسانس أوربيتر (Mars Reconnaissance Orbiter)، والتي أُطلقت عام 2005 واستغرقت 210 أيام.
مارس ساينس لابوراتوري (Mars Science Laboratory)، التي أُطلقت عام 2011 واستغرقت حوالي 254 يوم.

بعد كواكب المجموعة الشمسية عن الأرض

يشتهر كوكب الأرض بأنه أحد كواكب المجموعة الشمسية وتدور حول الشمس في مدارات إهليلجية.
تتواجد الأرض في المركز الثالث وتليها المريخ في المركز الرابع.
في سياق الحديث عن المسافة بين الأرض والمريخ بالكيلومتر، نوضح المسافات بين كوكب الأرض والكواكب الأخرى:

نستعرض قائمة كواكب المجموعة الشمسية مرتبين من الأقرب إلى الأبعد عن الأرض: