Għaliex huwa diffiċli għall-bnedmin li jivvjaġġaw lejn Mars u lura?
Ħalli messaġġ
L-ivvjaġġar lejn Mars u lura hija waħda mill-aktar sfidi kumplessi li l-umanità qatt ikkunsidrat. Filwaqt li l-missjonijiet robotiċi rnexxielhom, li jintbagħtu bnedmin iżid saffi ta 'diffikultà. L-aċċenn reċenti tal-propellanti ipergoliċi (bħall-idrażina u l-aċidu nitriku) fil-fatt jorbot mat-teknoloġija-rokit hija biċċa ewlenija, iżda hija parti waħda biss. Hawn għaliex vjaġġ bir-ritorn ta 'Mars bl-ekwipaġġ huwa daqshekk skoraġġanti.
1. Distanza u Ħin tal-Ivvjaġġar
Mars huwa, bħala medja, madwar140 miljun mil (225 miljun km)mid-Dinja. Anke fl-aħjar allinjament (li jseħħ bejn wieħed u ieħor kull 26 xahar), jieħu tranżitu f'direzzjoni waħda6–9 xhurbl-użu tal-propulsjoni kurrenti.
It-tul totali tal-missjoniikun2–3 snin(inkluż il-ħin fuq Mars u r-ritorn).
B'differenza mill-Qamar (3 ijiem 'il bogħod), m'hemm l-ebda għażla ta' salvataġġ jew abort malajr.
2. Propulsjoni u Daqs tal-Vetturi Spazjali
Biex niksbu ekwipaġġ, ħabitat, sistemi ta’ nżul, u vettura tar-ritorn lejn Mars, għandna bżonn vettura spazjali ferm akbar minn kull ħaġa li ttajjar qabel.
Rokits kimiċi(bħal dawk li jużaw fjuwils ipergoliċi) huma affidabbli iżda għandhom effiċjenza limitata. X'aktarx ikollna bżonn tniedi multipli biex niġbru l-vettura fl-orbita jew nużaw propulsjoni avvanzata (termika nukleari, elettrika) li għadha taħt żvilupp.
Inżul fuq Marshija delikata: l-atmosfera hija ħoxna biżżejjed biex tikkawża tisħin estrem iżda rqiqa wisq għall-paraxuts waħedhom biex inaqqsu vettura kbira. Għandna bżonn retropropulsjoni supersonika-inżul ta' tagħbija tqila bil-mod qatt ma sar bil-bnedmin abbord.
Tlugħ minn Marsjeħtieġ rokit b'saħħtu biżżejjed biex jaħrab mill-gravità ta' Mars (madwar 38% tad-Dinja) iżda żgħir biżżejjed biex jiġi kkunsinnat snin qabel. Dak ir-rokit irid jibqa’ funzjonali fuq il-wiċċ għal xhur.
3. Appoġġ għall-Ħajja u Provvisti
Ekwipaġġ ta' 4–6 ikun jeħtieġikel, ilma, ossiġnu, u ġestjoni tal-iskartgħal kważi tliet snin mingħajr riforniment.
Is-sistemi attwali tal-ISS jiddependu fuq vapuri tal-merkanzija regolari. Għal Mars, kollox irid jinġarr mid-Dinja jew jiġi manifatturat fuq il-post (utilizzazzjoni tar-riżorsi in-situ, ISRU).
Riċiklaġġ tal-ilmauappoġġ tal-ħajja b'ċirku magħluqtrid tikseb affidabilità ta' kważi 100%-falliment f'nofs it-transitu jista' jkun fatali.
4. Radjazzjoni
Lil hinn mill-kamp manjetiku protettiv tad-Dinja, l-astronawti huma esposti għal żewġ sorsi ewlenin ta 'radjazzjoni:
Avvenimenti ta' partiċelli solari– tifqigħ imprevedibbli ta' partiċelli ta' enerġija għolja mix-xemx.
Raġġi kożmiċi galattiċi– radjazzjoni kostanti u li tippenetra ħafna minn barra s-sistema solari.
Vjaġġ bir-ritorn lejn Mars jista’ jesponi lill-astronawtidożi ta' radjazzjoni ogħla mil-limiti attwali tal-karriera, jiżdied ir-riskju tal-kanċer tul il-ħajja. Ilqugħ huwa tqil; soluzzjoni vijabbli (eż., protezzjoni tal-ilma, ħinijiet ta' transitu mgħaġġla, jew ilqugħ attiv) għadha qed tiġi rfinuta.
5. Mikrogravità u s-Saħħa tal-Bniedem
Il-piż fit-tul jikkawża atrofija tal-muskoli, telf tad-densità tal-għadam, bidliet fil-vista (minħabba ċaqliq tal-fluwidu fil-kranju), u kwistjonijiet potenzjali tas-sistema immuni.
Fuq il-Qamar, l-astronawti baqgħu għal jiem biss. Ekwipaġġ ta' Mars iqatta' aktar minn sena f'żero-g (transitu) flimkien ma' ħin fuq Mars, fejn il-gravità hija biss 38% tad-Dinja.
Gravità artifiċjali(eż., sezzjonijiet tal-vetturi spazjali li jduru) jistgħu jtaffu dan, iżda l-ebda vettura spazjali għadha ma ttajjar b'sistema bħal din.
6. Fatturi Psikoloġiċi u Soċjali
L-iżolament, il-konfinament u d-dewmien fil-komunikazzjoni jagħmlu l-missjoni psikoloġikament estrema.
Dewmien fil-komunikazzjonitvarja minn4 sa 24 minutaone-way, skont l-allinjament planetarju. Konverżazzjoni f'ħin reali hija impossibbli; l-ekwipaġġi għandhom joperaw b'awtonomija għolja.
L-ebda appoġġ immedjat mill-kontroll tal-missjoni, l-ebda privatezza, u l-istess tim żgħir għal snin. Dan qatt ma kien attentat għal tul daqshekk twil.
7. Inżul u Ritorn bi Preċiżjoni
Dħul, inżul, u inżulfuq Mars huwa magħruf bħala "seba' minuti ta' terrur" anke għar-robots. Għall-bnedmin, għandna bżonn niżlu bi preċiżjoni preċiża ħdejn provvisti mqiegħda minn qabel u vettura tar-ritorn.
Tnedija minn Marsiridu jkunu f'ħin preċiż biex jilqgħu mat-trajettorja tar-ritorn tad-Dinja. Jekk il-vettura tat-tlugħ tfalli, m'hemm l-ebda backup.
8. Użu tar-Riżorsi In-Situ (ISRU)
Biex nagħmlu l-missjoni fattibbli, x'aktarx ikollna bżonnjipproduċi propellant fuq Mars(eż., billi tuża r-reazzjoni Sabatier biex tagħmel metanu minn CO₂ Martian u silġ tal-ilma). Din it-teknoloġija qatt ma ġiet murija fuq pjaneta oħra fuq skala kbira.
9. Spiża u Rieda Politika
Missjoni umana fuq Mars hija stmata li tiswamijiet ta’ biljuni ta’ dollarimatul għexieren ta’ snin. Is-sostenn ta' dak l-impenn f'diversi amministrazzjonijiet u sħubijiet internazzjonali hija sfida politika daqskemm teknika.
Il-Konnessjoni Rocket
Semmejt propellanti ipergoliċi (aċidu nitriku + hydrazine) qabel. Filwaqt li dawk huma użati f'xi vetturi spazjali (eż., għall-manuvrar thrusters), missjoni ta 'Mars x'aktarx tużametanu/LOXjewidroġenu/LOXgħall-propulsjoni prinċipali minħabba li joffru prestazzjoni aħjar u jistgħu jiġu manifatturati fuq Mars. L-ipergoliċi huma tossiċi u korrużivi, u jagħmluhom inqas ideali għal vetturi b'ekwipaġġ fejn is-sikurezza tal-immaniġġjar hija ta' importanza kbira.
Sommarju
Id-diffikultà mhix xi problema waħda-hija l-integrazzjoniminnhom kollha:
Vettura li tista 'ttrasporta l-bnedmin b'mod sikur għal snin
Protezzjoni mir-radjazzjoni u l-mikrogravità
Appoġġ tal-ħajja affidabbli u sistemi tal-wiċċ
Il-ħila li tinżel, tgħix u tniedi minn dinja oħra
Kollha f'baġit u skeda ta' żmien li s-soċjetà tista' ssostni
Qed insolvu dawn biċċa b'biċċa (eż., Artemis to the Moon iservi bħala prova), iżda vjaġġ bir-ritorn ta 'Mars bl-ekwipaġġ jibqa' t-test aħħari tal-inġinerija u r-reżistenza tagħna.
