Hoće li ljudi sletjeti na Mars? Saznajte više o povijesti istraživanja Marsa i 7 ključnih izazova slanja ljudi na Mars

Istraživanje Marsa dugo je bilo predmetom ljudske fascinacije. Iako su misije na Mars često tema znanstveno-fantastičnih knjiga i filmova, stvarnost možda ne zaostaje toliko daleko. Nedavni napredak u svemirskoj tehnologiji i brza komercijalizacija svemirskog tržišta mogli bi uskoro omogućiti ljudsku misiju na Mars. Štoviše, ako pogledate 300 000 godina povijesti ljudskog istraživanja, očito je da je potreba za istraživanjem temeljna za našu prirodu. Tako uokvirena, misija na Mars zapravo nije pitanje je li - više je pitanje kada.

Skoči na odjeljak

• Zašto bi ljudi trebali putovati na Mars?
• Što je povijest istraživanja Marsa?
• 7 ključnih izazova dolaska na Mars
• Kako će ljudi u konačnici doći na Mars?
• Želite li saznati više o istraživanju svemira?
• Saznajte više o MasterClassu Chrisa Hadfielda

Bivši zapovjednik Međunarodne svemirske stanice podučava vas nauci o istraživanju svemira i onome što nosi budućnost.

Zašto bi ljudi trebali putovati na Mars?

Jedan od najvećih utjecaja misije na Mars bio bi pronalazak života ili dokaza o izumrlom životu, bez obzira koliko to život bio jednostavan. To ne bi samo odgovorilo na pitanje jesmo li sami u kozmosu - već bi ukazalo i na to da svuda u svemiru postoji potencijal za život.

Što je povijest istraživanja Marsa?

Mnoge letjelice koje su sletjele na površinu Marsa, uključujući Viking 1, Viking 2 i Mars Pathfinder. Svemirske letjelice poput Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001. Mars Odyssey, Mars Global Surveyor i Mars Reconnaissance Orbiter provele su anketne radove na mapiranju površine Marsa. Rovers za istraživanje Marsa iz NASA-e i Europske svemirske agencije (ESA) istraživali su površinu Marsa, vraćajući na Zemlju vrijedne podatke i slike.

2010. američki predsjednik Barack Obama najavio je u svemirskom centru Kennedy u Teksasu prijedlog usmjeren na misiju s Marsom s posadom do 2030-ih. NASA planira lansirati misiju rovera Mars 2020, koja će na crveni planet poslati bespilotni sletni Mars za istraživanje znakova života, kako prošlih, tako i sadašnjih.

NASA također prvi put testira svemirske letjelice dizajnirane za prijevoz ljudi na Mars.

7 ključnih izazova dolaska na Mars

Tehnički i inženjerski izazov za doći do Marsa zastrašujući je. Zemlja i Mars imaju različite orbite oko Sunca, što znači da se udaljenost između dva planeta neprestano mijenja. Čak i uz optimalan prozor za lansiranje, to je još uvijek dugo putovanje u nepoznato s neprovjerenim brodom, koji vuče sve što vam treba, bez načina da opskrbite kritične predmete. I to je samo početak. Ostali izazovi uključuju:

1. Izgradnja prave svemirske letjelice . Dolazak na Mjesec trodnevno je putovanje, pa će biti dovoljna utilitarna svemirska letjelica poput Apolla. Prva misija na Mars zahtijeva mnogo dulje putovanje, pa bi letjelica trebala imati više životnog prostora, više prostora za sigurnosne sustave, opremu za svemirske šetnje, pouzdan pogonski sustav i - možda najvažnije - rekreacijske sadržaje kako bi astronauti bili angažirani , produktivna i zdrava za vrijeme putovanja u svemir.
2. Mogućnosti recikliranja zraka i vode . Mnogo onoga što sustav za održavanje života radi na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS) oponaša ono što se prirodno događa na Zemlji. Procesori pročišćavaju zrak astronauta, filtrirajući plinove u tragovima i uklanjajući njihov izdahnuti ugljični dioksid. Gdje je moguće, kisik se ekstrahira i pušta natrag u kabinu, ali se mali gubici nadopunjuju uskladištenim kisikom. Voda se na sličan način reciklira iz urina i odvlaživača zraka, obično s oko 90% učinkovitosti. To je bolje nego ikad, ali svaki teretni brod i dalje nosi zrak i vodu do ISS-a. Moramo doći do gotovo 100% recikliranja prije nego što pouzdano otputujemo na Mars i dalje u duboki svemir.
3. Rast hrane . Za svemirske misije na Mars i šire donošenje pripremljene hrane postat će manje praktično. Trenutno postoje eksperimenti na ISS-u kako bi se istražilo kako uzgajati usjeve, testiralo se stvari poput smjera u kojem biljka raste bez gravitacije, kako se oprašuje i koje su vrste hidroponskog tla najbolje. Sposobnost samoodrživosti i uzgajanja hrane dok ste u svemiru samo je jedna od mnogih potrebnih tehnologija za misije na Mars i buduća istraživanja svemira.
4. Putarina na ljudskom tijelu . Proširena bestežinsko stanje uzima danak na ljudskom tijelu. Značajni su utjecaji na ravnotežu, regulaciju krvnog tlaka, gustoću kostiju, a ponekad i na vid. Za astronaute koji putuju na Crveni planet neće postojati zemaljski tim za podršku koji će pomagati nakon slijetanja na Marsovu površinu. Težina i konfiguracija marsovskih svemirskih odijela također će morati omogućiti razdoblje prilagodbe na marsovsku gravitaciju. Uz to, prirodno okruženje na površini planeta smrtonosno je za ljudski život; atmosfera Marsa ima vrlo nizak tlak zraka, nema kisika, 96% ugljičnog dioksida, visoko zračenje i kozmičke zrake. Stanište i svemirska odijela morat će zaštititi posadu od marsovske atmosfere.
5. Nedostatak komunikacije . Život na Marsu također će biti psihološki izazovan. Čak i kad su Zemlja i Mars najbliži, udaljeni 35 milijuna milja, odavde do tamo treba oko četiri minute. Dakle, ako Marsovska posada pošalje signal Houstonu, najbrži koji će čuti odgovor NASA-e je osam minuta kasnije - najgori je slučaj 48 minuta kasnije. Komunikacija u stvarnom vremenu stoga će biti nemoguća, a marsovska posada morat će znati biti samostalna, tehnički i mentalno, posebno u slučaju prašine ili druge hitne situacije.
6. Određivanje ispravnog puta . Treba odrediti put kojim ćemo ići između Zemlje i Marsa. Svaki dan putovanja je još jedan dan proveden jedući hranu, pijući vodu, udišući brodski zrak i proizvodeći otpad, kao i izlaganje međuplanetarnom zračenju i riziku od kritičnih kvarova sustava. Ako ima dovoljno goriva, mogao bi se upotrijebiti izravniji put, prisiljavajući orbitalnu mehaniku. Ako izumimo učinkovitije motore, mogli bismo ih dulje pucati i manje se paliti, što bi također smanjivalo ukupno vrijeme.
7. Slijetanje pažljivo . Čak i ako stignemo do atmosfere Marsa, slijetanje predstavlja još jedan niz izazova. Jednom kad krenemo orbitalnom brzinom, mogli bismo koristiti Marsovu tanku atmosferu za kočenje kočenja, upravljajući da se točno uronimo u nju kako bismo postupno usporili na pravu brzinu. Ali cijeli tranzitni brod trebao bi biti dovoljno čvrst da podnese povezanu toplinu i pritisak. Kompromisna opcija može biti izbacivanje staništa koje nas je odvelo na Mars, ulazak u kapsulu i izlazak na nju izravno na površinu. Ali Marsovska atmosfera puno je tanja od Zemljine, što znači da padobrani ne rade otprilike dobro. Ipak je dovoljno debeo da trenje uzrokuje zagrijavanje pa brodu treba odgovarajuća zaštita od topline. Najteži objekt koji smo sletjeli na Mars od 2018. godine bio je NASA-in Curiosity Rover (dio misije Mars Science Laboratory), težak oko jedne tone (na Zemlji). Brod s posadom težio bi puno više od rovera Marsa. Da bismo ljude smjestili na Mars, morat ćemo koristiti marsovsku atmosferu kako bismo djelomično usporili letjelicu, a zatim vatrogasna vozila kako bi usporili brzinu na površinu do mjesta slijetanja.

MasterClass

Predloženo za vas

Internetska nastava koju predaju najveći svjetski umovi. Proširite svoje znanje u ovim kategorijama.

kako započeti usporedni i kontrastni papir

Predaje istraživanje svemira

Predaje konzervaciju

Predaje znanstveno razmišljanje i komunikaciju

Predaje znanost o boljem snu

Kako će ljudi u konačnici doći na Mars?

Misli kao profesionalac

Bivši zapovjednik Međunarodne svemirske stanice podučava vas nauci o istraživanju svemira i onome što nosi budućnost.

Iako bi financijski i logistički bio težak put do Marsa, znanstvenici vjeruju da se to u konačnici može postići slijedeći nekoliko ključnih koraka:

• Nastavite istraživati ​​mjesec . Misije na Mjesec i Mars međusobno su povezane, jer Mjesec nudi priliku za testiranje novih alata poput sustava za održavanje života i ljudskih staništa koji bi se mogli koristiti u budućoj misiji na Mars. Daljnje istraživanje Mjeseca presudno je za jedan dan koji leti prema Marsu.
• Razviti napredniju tehnologiju svemirskog broda . U dubokom svemiru ne postoje svemirske stanice, što znači da će brod koji odvede ljude na Mars trebati putovati bez punjenja gorivom. NASA je trenutno u procesu razvoja solarnog električnog pogonskog sustava za let u svemir. Uz to, letjelici će trebati duboko-svemirski navigacijski sustav, dovoljno jake rakete da pokreću astronaute u dužini putovanja i natrag, te opremu za slijetanje koja radi na Marsu koji ima tanku atmosferu.
• Dizajnirajte svemirske odijela koja jamče sigurnost astronauta . Okoliš na Marsu je neprijateljski: nedostatak ozonskog omotača znači da nema ugrađenog štita od ultraljubičastog zračenja, a superoksidi na Marsovom tlu mogu utjecati na ljude koji hodaju po njegovoj površini. Inženjeri će trebati dizajnirati svemirska odijela za zaštitna staništa kako bi spriječili štetu na ljudskom tijelu.

Želite li saznati više o istraživanju svemira?

Bez obzira jeste li početnik astronautičkog inženjera ili jednostavno želite biti više informirani o znanosti svemirskog putovanja, učenje o bogatoj i detaljnoj povijesti ljudskog svemirskog leta ključno je za razumijevanje napretka istraživanja svemira. U MasterClassu Chrisa Hadfielda o istraživanju svemira, bivši zapovjednik Međunarodne svemirske stanice pruža neprocjenjiv uvid u to što je potrebno za istraživanje svemira i što budućnost ima za ljude na posljednjoj granici. Chris također govori o znanosti svemirskog putovanja, životu astronauta i kako će letenje u svemiru zauvijek promijeniti način na koji razmišljate o životu na Zemlji.

Želite li saznati više o istraživanju svemira? Godišnje članstvo u MasterClassu nudi ekskluzivne video lekcije glavnih znanstvenika i astronauta poput Chrisa Hadfielda.