Zašto je ljudima teško putovati na Mars i natrag?
Ostavite poruku
Putovanje na Mars i natrag jedan je od najsloženijih izazova koje je čovječanstvo ikada razmatralo. Dok su robotske misije bile uspješne, slanje ljudi dodaje slojeve poteškoća. Nedavno spominjanje hipergoličnih pogonskih goriva (poput hidrazina i dušične kiseline) zapravo je povezano s-raketnom tehnologijom ključni je dio, ali to je samo jedan dio. Evo zašto je povratno putovanje Marsa s posadom tako zastrašujuće.
1. Udaljenost i vrijeme putovanja
Mars je u prosjeku oko140 milijuna milja (225 milijuna km)sa Zemlje. Čak i pri optimalnom usklađivanju (koje se događa otprilike svakih 26 mjeseci), tranzit u jednom smjeru traje6–9 mjesecikoristeći trenutni pogon.
Ukupno trajanje misijebio bi2–3 godine(uključujući vrijeme na Marsu i povratak).
Za razliku od Mjeseca (3 dana udaljen), ne postoji opcija brzog spašavanja ili prekida.
2. Pogon i veličina svemirske letjelice
Da bismo dobili posadu, stanište, sustave za slijetanje i vozilo za povratak na Mars, potrebna nam je svemirska letjelica daleko veća od bilo čega što je prije letjelo.
Kemijske rakete(kao oni koji koriste hipergolična goriva) su pouzdani, ali imaju ograničenu učinkovitost. Vjerojatno bismo trebali višestruka lansiranja kako bismo sastavili vozilo u orbiti ili koristili napredni pogon (nuklearni termalni, električni) koji je još u razvoju.
Slijetanje na Marsje lukav: atmosfera je dovoljno gusta da uzrokuje ekstremno zagrijavanje, ali prerijetka da bi sami padobrani mogli usporiti veliko vozilo. Trebamo nadzvučnu retropropulziju-nježno slijetanje teškog tereta nikad nije učinjeno s ljudima.
Uspon s Marsazahtijeva dovoljno snažnu raketu da izbjegne Marsovu gravitaciju (oko 38% Zemljine), ali dovoljno malu da se isporuči godinama ranije. Ta raketa mora ostati funkcionalna na površini mjesecima.
3. Životna podrška i zalihe
Trebala bi posada od 4-6 članovaupravljanje hranom, vodom, kisikom i otpadomgotovo tri godine bez opskrbe.
Trenutačni ISS sustavi oslanjaju se na obične teretne brodove. Što se tiče Marsa, sve se mora ili prenijeti sa Zemlje ili proizvesti na licu mjesta (iskorištenje resursa in-situ, ISRU).
Recikliranje vodeizatvorena petlja za održavanje životamora postići gotovo 100% pouzdanost-kvar usred tranzita može biti koban.
4. Zračenje
Izvan Zemljinog zaštitnog magnetskog polja, astronauti su izloženi dvama glavnim izvorima zračenja:
Događaji solarnih čestica– nepredvidivi izboji visokoenergetskih čestica sa sunca.
Galaktičke kozmičke zrake– stalno, visoko prodorno zračenje izvan Sunčevog sustava.
Povratno putovanje na Mars moglo bi astronaute izložitidoze zračenja iznad trenutnih granica karijere, povećavajući životni rizik od raka. Oklop je težak; održivo rješenje (npr. zaštita od vode, brza tranzitna vremena ili aktivna zaštita) još uvijek se usavršava.
5. Mikrogravitacija i ljudsko zdravlje
Dugotrajno bestežinsko stanje uzrokuje atrofiju mišića, gubitak gustoće kostiju, promjene vida (zbog pomaka tekućine u lubanji) i moguće probleme s imunološkim sustavom.
Na Mjesecu su astronauti boravili samo nekoliko dana. Posada na Marsu provela bi više od godinu dana u nultom g (tranzitu) plus vrijeme na Marsu, gdje je gravitacija samo 38% Zemljine.
Umjetna gravitacija(npr. rotirajući dijelovi svemirske letjelice) mogli bi to ublažiti, ali nijedna letjelica još nije letjela s takvim sustavom.
6. Psihološki i socijalni čimbenici
Izolacija, zatočeništvo i kašnjenje komunikacije čine misiju psihološki ekstremnom.
Kašnjenje komunikacijekreće se od4 do 24 minutejednosmjerno, ovisno o rasporedu planeta. Razgovor u stvarnom vremenu je nemoguć; posade moraju raditi s visokom autonomijom.
Nema trenutne podrške kontrole misije, nema privatnosti, a isti mali tim godinama. Ovo nikada nije pokušano tako dugo.
7. Slijetanje i vraćanje s preciznošću
Ulazak, silazak i slijetanjena Marsu poznato je kao "sedam minuta terora" čak i za robote. Za ljude, moramo sletjeti s preciznom preciznošću u blizini unaprijed postavljenih zaliha i povratnog vozila.
Lansiranje s Marsamora biti točno tempiran za susret s putanjom povratka Zemlja. Ako vozilo za uspon zakaže, nema rezerve.
8. Korištenje resursa na licu mjesta (ISRU)
Da bi misija bila izvediva, vjerojatno ćemo moratiproizvodi pogonsko gorivo na Marsu(npr. korištenje Sabatierove reakcije za stvaranje metana iz marsovskog CO₂ i vodenog leda). Ova tehnologija nikada nije demonstrirana na nekom drugom planetu u velikim razmjerima.
9. Cijena i politička volja
Procjenjuje se da će ljudska misija na Mars koštatistotine milijardi dolaratijekom desetljeća. Održavanje te predanosti među više uprava i međunarodnih partnerstava politički je izazov koliko i tehnički.
Raketna veza
Ranije ste spomenuli hipergolične pogonske plinove (dušična kiselina + hidrazin). Iako se koriste u nekim svemirskim letjelicama (npr. za manevriranje potisnika), misija na Mars vjerojatno bi koristilametan/LOXilivodik/LOXza glavni pogon jer nude bolje performanse i mogli bi se proizvoditi na Marsu. Hipergolici su otrovni i korozivni, što ih čini manje idealnima za vozila s posadom u kojima je sigurnost rukovanja najvažnija.
Sažetak
Poteškoća nije samo jedan problem-većintegracijaod svih njih:
Vozilo koje godinama može sigurno prevoziti ljude
Zaštita od zračenja i mikrogravitacije
Pouzdani sustavi za održavanje života i površinski sustavi
Sposobnost slijetanja, življenja i lansiranja iz drugog svijeta
Sve unutar proračuna i vremenskog okvira koje društvo može podnijeti
Rješavamo ih dio po dio (npr. Artemis na Mjesec služi kao poligon), ali povratno putovanje Marsa s posadom ostaje krajnji test našeg inženjerstva i izdržljivosti.
