Ali bodo ljudje pristali na Marsu? Spoznajte zgodovino raziskovanja Marsa in 7 ključnih izzivov pošiljanja ljudi na Mars

Raziskovanje Marsa je že dolgo predmet človeške fascinacije. Čeprav so misije na Mars pogosto predmet znanstvenofantastičnih knjig in filmov, resničnost morda ne zaostaja tako daleč. Nedavni napredek v vesoljski tehnologiji in hitra komercializacija vesoljskega trga lahko kmalu omogočita človeško misijo na Mars. Še več, če pogledamo 300.000-letno zgodovino človeškega raziskovanja, je očitno, da je potreba po raziskovanju bistvena za našo naravo. Tako zastavljena misija na Mars v resnici ni vprašanje, če - bolj vprašanje, kdaj.

Skoči na odsek

• Zakaj naj ljudje potujejo na Mars?
• Kaj je zgodovina raziskovanja Marsa?
• 7 ključnih izzivov, kako priti na Mars
• Kako bomo ljudje končno prišli na Mars?
• Želite izvedeti več o raziskovanju vesolja?
• Izvedite več o MasterClass Chrisa Hadfielda

Nekdanji poveljnik Mednarodne vesoljske postaje vas uči vede o raziskovanju vesolja in o prihodnosti.

Zakaj naj ljudje potujejo na Mars?

Eden največjih vplivov misije na Mars bi bilo iskanje življenja ali dokazov o izumrlem življenju, ne glede na to, kako preprosto je to življenje. Ne bi le odgovoril na vprašanje, ali smo sami v kozmosu, ampak bi tudi pokazal, da obstaja povsod v vesolju potencial za življenje.

Kaj je zgodovina raziskovanja Marsa?

Številna vesoljska plovila, ki so pristala na površju Marsa, vključno z Vikingom 1, Vikingom 2 in Mars Pathfinderjem. Vesoljska plovila, kot so Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor in Mars Reconnaissance Orbiter, so izvedla anketna dela za kartiranje površine Marsa. Mars Exploration Rovers iz NASA-e in Evropske vesoljske agencije (ESA) so raziskovali površje Marsa in na Zemljo poslali dragocene podatke in slike.

Leta 2010 je ameriški predsednik Barack Obama v vesoljskem centru Kennedy v Teksasu napovedal predlog za misijo s posadko Mars do leta 2030. NASA načrtuje izstrelitev misije vesolja Mars 2020, ki bo na rdeči planet poslala brezposelni pristanek Marsa, da razišče znake življenja, tako preteklega kot sedanjega.

NASA prvič preizkuša tudi vesoljska plovila, namenjena prevozu ljudi na Mars.

7 ključnih izzivov, kako priti na Mars

Tehnični in inženirski izziv, kako priti na Mars, je zastrašujoč. Zemlja in Mars imata različno orbito okoli sonca, kar pomeni, da se razdalja med obema planetoma nenehno spreminja. Tudi z optimalnim izstrelitvenim oknom je še vedno dolga pot v neznano z nepreverjeno ladjo, ki vleče vse, kar potrebujete, brez možnosti za ponovno oskrbo s kritičnimi predmeti. In to je šele začetek. Drugi izzivi vključujejo:

1. Gradnja prave vesoljske ladje . Prihod na Luno je tridnevno potovanje, zato bo zadostovalo utilitarno vesoljsko plovilo, kot je Apollo. Prva misija na Mars zahteva precej daljše potovanje, zato bi moralo imeti vesoljsko plovilo več življenjskega prostora, več prostora za rezervne sisteme, opremo za sprehode v vesolje, zanesljiv pogonski sistem in - kar je najpomembneje - rekreacijske zmogljivosti, da bi astronavti ostali angažirani , produktivna in pametna med vesoljskimi potovanji.
2. Zmožnost recikliranja zraka in vode . Mnogo tega, kar sistem življenjske podpore na Mednarodni vesoljski postaji (ISS) posnema, posnema to, kar se naravno dogaja na Zemlji. Procesorji prečistijo zrak astronavtov, filtrirajo pline v sledovih in odstranijo izdihan ogljikov dioksid. Kjer je mogoče, kisik ekstrahiramo in spustimo nazaj v kabino, majhne izgube pa dopolnimo s shranjenim kisikom. Voda se podobno reciklira iz urina in razvlaževalcev zraka, običajno s približno 90-odstotno učinkovitostjo. To je boljše kot kdaj koli prej, vendar vsaka tovorna ladja še vedno prevaža zrak in vodo do ISS. Moramo priti do skoraj 100-odstotne reciklaže, preden samozavestno odpotujemo na Mars in naprej v globoki vesolje.
3. Rast hrane . Za vesoljske misije na Mars in širše bo prinašanje pripravljene hrane postalo manj praktično. Trenutno na ISS potekajo poskusi, s katerimi se raziskuje, kako pridelovati pridelke, in se preizkušajo stvari, na primer v kateri smeri raste rastlina brez gravitacije, kako se oprašuje in katere vrste hidroponskih tal so najboljše. Sposobnost samooskrbe in pridelave hrane v vesolju je le ena izmed mnogih potrebnih tehnologij za misije na Mars in prihodnja raziskovanja vesolja.
4. Cestnina na človeškem telesu . Podaljšana breztežnost ima človeško telo davek. Znatno vplivajo na ravnotežje, uravnavanje krvnega tlaka, gostoto kosti in včasih na vid. Za astronavte, ki potujejo na Rdeči planet, po pristanku na Marsovi površini ne bo na voljo podporne ekipe na tleh. Teža in konfiguracija marsovskih vesoljskih oblek bosta prav tako morali omogočiti prilagoditveno obdobje na marsovsko gravitacijo. Poleg tega je naravno okolje na površju planeta smrtno za človeško življenje; Marsova atmosfera ima zelo nizek zračni tlak, brez kisika, 96% ogljikovega dioksida, visoko sevanje in kozmične žarke. Habitat in vesoljske obleke bodo morali posadke zaščititi pred Marsovskim ozračjem.
5. Pomanjkanje komunikacije . Življenje na Marsu bo tudi psihološko zahtevno. Tudi ko sta Zemlja in Mars najbližja, na razdalji 35 milijonov milj, trajajo radijski valovi približno štiri minute, da pridejo od tu do tja. Če torej Marsovska posadka odda signal Houstonu, bo odgovor NASA-e najhitreje slišal osem minut kasneje - najslabši primer je 48 minut kasneje. Komunikacija v realnem času bo tako nemogoča, Marsovska posadka pa bo morala znati biti samostojna, tehnično in duševno, še posebej v primeru prašne nevihte ali drugih izrednih razmer.
6. Določitev prave poti . Treba se je odločiti za pot med Zemljo in Marsom. Vsak dan potovanja je še en dan, ko preživite hrano, pitno vodo, dihate ladijski zrak in ustvarjate odpadke, pa tudi izpostavljenost medplanetarnemu sevanju in nevarnost kritičnih okvar sistemov. Če je goriva dovolj, se lahko uporabi bolj neposredna pot, ki sili v orbitalno mehaniko. Če izumimo učinkovitejše motorje, bi jih lahko dlje vžgali in manj izklopili, kar bi tudi zmanjšalo skupni čas.
7. Pristanek previdno . Tudi če pridemo do Marsovega ozračja, pristanek predstavlja še en niz izzivov. Ko smo pri orbitalni hitrosti, bi lahko s tanko atmosfero Marsa zagotovili zavorno trenje in krmiljenje, da se natančno potopi vanj, da bi postopoma upočasnili na pravo hitrost. Toda celotna tranzitna ladja bi morala biti dovolj trda, da bi lahko prevzela s tem povezano toploto in pritisk. Kompromisna možnost bi lahko bila, da izločimo habitat, ki nas je pripeljal do Marsa, vstopimo v kapsulo in jo zapeljemo naravnost na površje. Toda Marsovsko ozračje je veliko tanjše od zemeljskega, kar pomeni, da padala ne delujejo skoraj tako dobro. Vendar je dovolj debel, da trenje povzroči ogrevanje, zato ladja potrebuje ustrezno toplotno zaščito. Najtežji objekt, ki smo ga od leta 2018 pristali na Marsu, je bil NASA-jev Curiosity Rover (del misije Mars Science Laboratory), ki tehta približno eno tono (na Zemlji). Ladja s posadko bi tehtala veliko več kot Marsov rover. Za postavitev ljudi na Mars bomo verjetno morali uporabiti Marsovsko ozračje, da delno upočasnimo plovilo, nato pa gasilska vozila, da upočasnimo hitrost na površino do mesta pristanka.

MasterClass

Predlagano za vas

Spletni tečaji, ki jih poučujejo največji svetovni umi. Razširite svoje znanje v teh kategorijah.

mejni produkt dela in kapitala

Uči raziskovanje vesolja

Uči varstva

Uči znanstveno razmišljanje in komuniciranje

Uči znanost o boljšem spancu

Kako bomo ljudje končno prišli na Mars?

Misli kot profesionalec

Nekdanji poveljnik Mednarodne vesoljske postaje vas uči vede o raziskovanju vesolja in o prihodnosti.

Čeprav bi bilo finančno in logistično težko priti na Mars, znanstveniki verjamejo, da ga je na koncu mogoče doseči z naslednjimi ključnimi koraki:

• Nadaljujte z raziskovanjem lune . Misije na Luno in Mars so prepletene, saj Luna ponuja priložnost za preizkušanje novih orodij, kot so sistemi za podporo življenju in človeški habitati, ki bi jih lahko uporabili v prihodnji misiji na Mars. Nadaljevanje raziskovanja lune je ključnega pomena za en dan, ki leti na Mars.
• Razviti naprednejšo tehnologijo vesoljskih ladij . V globokem vesolju ni vesoljskih postaj, kar pomeni, da bo ladja, ki ljudi pelje na Mars, morala potovati brez polnjenja goriva. NASA trenutno razvija solarni električni pogonski sistem za globoko vesoljski polet. Poleg tega bo vesoljsko plovilo zahtevalo globoko vesoljski navigacijski sistem, dovolj močne rakete, da bodo astronavte poganjale dolžino potovanja in nazaj, ter pristajalno opremo, ki deluje na Marsu s tanko atmosfero.
• Oblikujte vesoljske obleke, ki zagotavljajo varnost astronavtov . Okolje na Marsu je sovražno: pomanjkanje ozonske plasti pomeni, da ni vgrajenega ščita pred ultravijoličnim sevanjem, superoksidi na marsovskih tleh pa lahko vplivajo na ljudi, ki hodijo po njegovi površini. Inženirji bodo morali oblikovati vesoljske obleke za zaščitne habitate, da preprečijo škodo človeškemu telesu.

Želite izvedeti več o raziskovanju vesolja?

Ne glede na to, ali ste nadobudni astronavtski inženir ali preprosto želite biti bolj informirani o znanosti o vesoljskih potovanjih, je spoznavanje bogate in podrobne zgodovine človeškega vesoljskega leta ključnega pomena za razumevanje napredka raziskovanja vesolja. V MasterClassu Chrisa Hadfielda o raziskovanju vesolja nekdanji poveljnik Mednarodne vesoljske postaje ponuja neprecenljiv vpogled v to, kaj je potrebno za raziskovanje vesolja, in v prihodnosti za ljudi na zadnji meji. Chris govori tudi o znanosti o vesoljskih potovanjih, življenju kot astronavt in o tem, kako bo letenje v vesolju za vedno spremenilo vaše razmišljanje o življenju na Zemlji.

Bi radi izvedeli več o raziskovanju vesolja? Letno članstvo v MasterClassu ponuja ekskluzivne video lekcije mojstrov znanstvenikov in astronavtov, kot je Chris Hadfield.