Zašto je ljudima teško da putuju do Marsa i nazad?
Ostavi poruku
Putovanje do Marsa i nazad jedan je od najsloženijih izazova koje je čovječanstvo ikada razmatralo. Iako su robotske misije uspjele, slanje ljudi dodaje slojeve poteškoća. Nedavno spominjanje hipergoličnih pogonskih goriva (poput hidrazina i dušične kiseline) zapravo je vezano za-raketnu tehnologiju je ključni dio, ali to je samo jedan dio. Evo zašto je povratno putovanje na Mars s posadom tako zastrašujuće.
1. Udaljenost i vrijeme putovanja
Mars je, u prosjeku, otprilike140 miliona milja (225 miliona km)sa Zemlje. Čak i pri optimalnom poravnanju (koje se dešava otprilike svakih 26 mjeseci), jednosmjerni tranzit traje6–9 mjesecikoristeći trenutni pogon.
Ukupno trajanje misijebi bilo2–3 godine(uključujući vrijeme na Marsu i povratak).
Za razliku od Mjeseca (udaljenost 3 dana), ne postoji opcija brzog spašavanja ili prekida.
2. Pogon i veličina svemirske letjelice
Da bismo dobili posadu, stanište, sisteme za sletanje i vozilo za povratak na Mars, potrebna nam je svemirska letjelica daleko veća od bilo čega na kojem je prije letjelo.
Hemijske rakete(poput onih koji koriste hipergolična goriva) su pouzdani, ali imaju ograničenu efikasnost. Vjerovatno će nam trebati višestruka lansiranja kako bismo sastavili vozilo u orbiti ili koristili napredni pogon (nuklearno termalni, električni) koji je još uvijek u razvoju.
Sletanje na Marsje zeznuto: atmosfera je dovoljno gusta da izazove ekstremno zagrijavanje, ali pretanka da bi sami padobran usporio veliko vozilo. Potrebna nam je supersonična retropulzija-slijetanje teškog tereta nježno nikada nije urađeno s ljudima na brodu.
Uspon sa Marsapotrebna je raketa dovoljno moćna da pobjegne od Marsove gravitacije (oko 38% Zemljine), ali dovoljno mala da se isporuči godinama ranije. Ta raketa mora ostati funkcionalna na površini mjesecima.
3. Održavanje života i zalihe
Trebala bi posada od 4-6 članovaupravljanje hranom, vodom, kiseonikom i otpadomskoro tri godine bez dopune.
Trenutni ISS sistemi se oslanjaju na obične teretne brodove. Za Mars, sve se mora ili prenijeti sa Zemlje ili proizvesti na licu mjesta (in-situ korištenje resursa, ISRU).
Recikliranje vodeizatvorena petlja za održavanje životamora postići skoro 100% pouzdanost-kvar usred tranzita može biti fatalan.
4. Radijacija
Osim Zemljinog zaštitnog magnetnog polja, astronauti su izloženi dva glavna izvora zračenja:
Događaji solarnih čestica– nepredvidive eksplozije visokoenergetskih čestica od sunca.
Galaktičke kosmičke zrake– konstantno, visoko prodorno zračenje izvan Sunčevog sistema.
Povratno putovanje do Marsa moglo bi izložiti astronautedoze zračenja iznad trenutnih granica karijere, povećavajući životni rizik od raka. Zaštita je teška; održivo rješenje (npr. zaštita od vode, brzo vrijeme tranzita ili aktivna zaštita) se još uvijek usavršava.
5. Mikrogravitacija i ljudsko zdravlje
Produženo bestežinsko stanje uzrokuje atrofiju mišića, gubitak gustine kostiju, promjene vida (zbog promjene tečnosti u lubanji) i potencijalne probleme sa imunološkim sistemom.
Na Mjesecu su astronauti ostali samo nekoliko dana. Posada Marsa bi provela više od godinu dana u nula-g (tranzit) plus vrijeme na Marsu, gdje je gravitacija samo 38% Zemljine.
Umjetna gravitacija(npr. rotirajući dijelovi svemirske letjelice) bi to moglo ublažiti, ali nijedna svemirska letjelica još nije letjela sa takvim sistemom.
6. Psihološki i socijalni faktori
Izolacija, zatvaranje i kašnjenje u komunikaciji čine misiju psihološki ekstremnom.
Kašnjenje komunikacijekreće se od4 do 24 minutajednosmjerno, ovisno o planetarnom poravnanju. Razgovor u realnom vremenu je nemoguć; posade moraju raditi sa visokom autonomijom.
Nema trenutne podrške od strane kontrole misije, nema privatnosti i isti mali tim godinama. Ovo nikada nije pokušano u tako dugom trajanju.
7. Sletanje i povratak sa preciznošću
Ulazak, spuštanje i sletanjena Marsu je poznato kao "sedam minuta terora" čak i za robote. Što se tiče ljudi, moramo da sletimo sa izuzetnom preciznošću u blizini unapred postavljenih zaliha i vozila za povratak.
Lansiranje sa Marsamora biti precizno tempiran za susret sa putanjom povratka Zemlje. Ako vozilo za uspon pokvari, nema rezervne kopije.
8. In-Situ korištenje resursa (ISRU)
Da bismo misiju učinili izvodljivom, vjerovatno je potrebnoproizvodi pogonsko gorivo na Marsu(npr. korištenjem Sabatierove reakcije za proizvodnju metana iz marsovskog CO₂ i vodenog leda). Ova tehnologija nikada nije demonstrirana na nekoj drugoj planeti u velikim razmjerima.
9. Troškovi i politička volja
Procjenjuje se da košta ljudska misija na Marsstotine milijardi dolaratokom decenija. Održavanje te posvećenosti više administracija i međunarodnih partnerstava je politički izazov koliko i tehnički.
The Rocket Connection
Ranije ste spomenuli hipergolična pogonska sredstva (dušična kiselina + hidrazin). Dok se one koriste u nekim svemirskim letjelicama (npr. za manevarske potisnike), misija na Mars bi vjerovatno koristilametan/LOXilivodonik/LOXza glavni pogon jer nude bolje performanse i mogu se proizvoditi na Marsu. Hipergoli su toksični i korozivni, što ih čini manje idealnim za vozila s posadom gdje je sigurnost rukovanja najvažnija.
Rezime
Poteškoća nije pojedinačni problem-većintegracijaod svih njih:
Vozilo koje može bezbedno prevoziti ljude godinama
Zaštita od zračenja i mikrogravitacije
Pouzdani sistemi za održavanje života i površinski sistemi
Sposobnost sletanja, življenja i lansiranja iz drugog svijeta
Sve u okviru budžeta i vremenskog okvira koje društvo može održati
Rješavamo ih dio po dio (npr. Artemida do Mjeseca služi kao poligon), ali povratno putovanje Marsa s posadom ostaje krajnji test našeg inženjerstva i izdržljivosti.
