Zakaj je ljudem težko potovati na Mars in nazaj?
Pustite sporočilo
Potovanje na Mars in nazaj je eden najkompleksnejših izzivov, kar jih je človeštvo kdaj obravnavalo. Medtem ko so robotske misije uspele, pošiljanje ljudi dodaja več težav. Nedavna omemba hipergoličnih pogonskih goriv (kot sta hidrazin in dušikova kislina) je dejansko povezana z-raketno tehnologijo, ki je ključni del, vendar je le en del. Evo, zakaj je povratna pot na Mars s posadko tako zastrašujoča.
1. Razdalja in čas potovanja
Mars je v povprečju približno140 milijonov milj (225 milijonov km)z Zemlje. Tudi pri optimalni poravnavi (ki se zgodi približno vsakih 26 mesecev) enosmerni tranzit traja6–9 mesecevz uporabo trenutnega pogona.
Skupno trajanje misijebi bilo2–3 leta(vključno s časom na Marsu in povratkom).
Za razliko od Lune (3 dni stran) ni možnosti hitrega reševanja ali prekinitve.
2. Pogon in velikost vesoljskega plovila
Da bi dobili posadko, habitat, pristajalne sisteme in vozilo za vrnitev na Mars, potrebujemo vesoljsko plovilo, ki je veliko večje od vseh letelih doslej.
Kemične rakete(kot tisti, ki uporabljajo hipergolična goriva) so zanesljivi, vendar imajo omejeno učinkovitost. Verjetno bi potrebovali več izstrelitev, da bi sestavili vozilo v orbiti ali uporabili napreden pogon (jedrski toplotni, električni), ki je še v razvoju.
Pristanek na Marsuje zapleteno: ozračje je dovolj gosto, da povzroči izjemno segrevanje, a preredko, da bi samo padala lahko upočasnila veliko vozilo. Potrebujemo nadzvočni povratni pogon-za nežno pristajanje težkega tovora še nikoli ni bilo izvedeno z ljudmi na krovu.
Vzpon z Marsazahteva raketo, ki je dovolj močna, da se izogne gravitaciji Marsa (približno 38 % Zemljine), a dovolj majhna, da jo lahko dostavimo leta prej. Ta raketa mora delovati na površini več mesecev.
3. Življenjska podpora in zaloge
Potrebovala bi posadko 4–6 članovravnanje s hrano, vodo, kisikom in odpadkiskoraj tri leta brez ponovne dobave.
Trenutni sistemi ISS temeljijo na običajnih tovornih ladjah. Za Mars je treba vse prenesti z Zemlje ali proizvesti na kraju samem (uporaba virov in-situ, ISRU).
Recikliranje vodeinvzdrževanje življenja v zaprti zankimora doseči skoraj 100-odstotno zanesljivost-napaka med prevozom je lahko usodna.
4. sevanje
Poleg Zemljinega zaščitnega magnetnega polja so astronavti izpostavljeni dvema glavnima viroma sevanja:
Dogodki sončnih delcev– nepredvidljivi izbruhi visokoenergijskih delcev iz sonca.
Galaktični kozmični žarki– stalno, zelo prodorno sevanje izven sončnega sistema.
Povratno potovanje na Mars bi lahko astronavte izpostavilodoze sevanja nad trenutnimi mejami kariere, kar povečuje tveganje za raka v celotnem življenju. Zaščita je težka; izvedljiva rešitev (npr. zaščita pred vodo, hitri prehodni časi ali aktivna zaščita) se še izpopolnjuje.
5. Mikrogravitacija in zdravje ljudi
Dolgotrajno breztežno stanje povzroča atrofijo mišic, izgubo kostne gostote, spremembe vida (zaradi premikov tekočine v lobanji) in morebitne težave z imunskim sistemom.
Na Luni so astronavti ostali le dneve. Marsovska posadka bi preživela več kot eno leto v ničelni gravitaciji (tranzit) plus čas na Marsu, kjer je gravitacija le 38 % Zemljine.
Umetna gravitacija(npr. vrtljivi deli vesoljskega plovila) bi to lahko ublažili, vendar še nobeno vesoljsko plovilo ni letelo s takim sistemom.
6. Psihološki in socialni dejavniki
Izolacija, zaprtje in komunikacijske zamude naredijo misijo psihološko ekstremno.
Zakasnitev komunikacijesega od4 do 24 minutenosmerno, odvisno od planetarne poravnave. Pogovor v realnem času je nemogoč; posadke morajo delovati z visoko avtonomijo.
Brez takojšnje podpore nadzora misije, brez zasebnosti in leta ista majhna ekipa. To se še nikoli ni poskušalo tako dolgo.
7. Natančno pristajanje in vračanje
Vstop, spust in pristanekna Marsu je znan kot "sedem minut groze" celo za robote. Za ljudi moramo pristati z natančno natančnostjo blizu vnaprej postavljenih zalog in povratnega vozila.
Izstrelitev z Marsamora biti natančno nastavljen na srečanje s potjo povratka Zemlja. Če vozilo za vzpenjanje odpove, ni rezerve.
8. Uporaba virov na kraju samem (ISRU)
Da bo misija izvedljiva, jo verjetno potrebujemoproizvajati pogonsko gorivo na Marsu(npr. uporaba Sabatierjeve reakcije za izdelavo metana iz marsovskega CO₂ in vodnega ledu). Ta tehnologija še nikoli ni bila demonstrirana na drugem planetu v velikem obsegu.
9. Cena in politična volja
Človeška misija na Mars naj bi stalastotine milijard dolarjevčez desetletja. Vzdrževanje te zaveze v več upravah in mednarodnih partnerstvih je tako politični kot tehnični izziv.
Raketna povezava
Prej ste omenili hipergolične pogonske pline (dušikova kislina + hidrazin). Medtem ko se uporabljajo v nekaterih vesoljskih plovilih (npr. za manevriranje potisnih motorjev), bi misija na Mars verjetno uporabljalametan/LOXozvodik/LOXza glavni pogon, ker ponujajo boljše zmogljivosti in bi jih lahko izdelovali na Marsu. Hipergoliki so strupeni in jedki, zaradi česar so manj idealni za vozila s posadko, kjer je varnost pri rokovanju najpomembnejša.
Povzetek
Težava ni ena sama težava-temvečintegracijaod vseh:
Vozilo, ki lahko leta varno prevaža ljudi
Zaščita pred sevanjem in mikrogravitacijo
Zanesljivi sistemi za vzdrževanje življenja in površinski sistemi
Sposobnost pristanka, življenja in izstrelitve iz drugega sveta
Vse v okviru proračuna in časovnega okvira, ki ga družba lahko vzdrži
Te probleme rešujemo del za delom (npr. Artemis na Luno služi kot poligon), vendar povratno potovanje s posadko na Mars ostaja ultimativni preizkus našega inženiringa in vzdržljivosti.
