Menneskeheten må overvinne mange hindringer før noen returreise kan begynne Mars. Det er to hovedaktører NASA і SpaceX, som jobber tett sammen på oppdrag til den internasjonale romstasjonen, men har konkurrerende ideer om hvordan et mannskapsoppdrag til Mars vil se ut.
Størrelse er viktig
Det største problemet (eller begrensningene) er massen av nyttelast (romskip, mennesker, drivstoff, forsyninger osv.) som kreves for reisen. Massen til nyttelasten er vanligvis bare en liten prosentandel av bærerakettens totale masse. For eksempel veide Saturn V-raketten som sendte Apollo 11 til Månen 3000 tonn. Men den kunne bare skyte 140 tonn (5 % av den opprinnelige utskytningsmassen) i lav jordbane og 50 tonn (mindre enn 2 % av den første oppskytningsmassen) til Månen.
Masse begrenser størrelsen på et romfartøy på Mars og dets kapasitet i verdensrommet. Hver manøver krever drivstoffforbruk for å skyte rakettmotorene, og dette drivstoffet må nå leveres ut i verdensrommet med romfartøy.
SpaceXs plan for sitt bemannede romfartøy er å fylle drivstoff i verdensrommet med en separat lansert drivstoffbil. Dette betyr at det vil være mulig å sette mye mer drivstoff i bane enn ved én oppskyting.
Tid betyr noe
Et annet problem som er nært knyttet til drivstoff er tid. Oppdrag som sender romfartøy uten bemanning til de ytre planetene, følger ofte komplekse baner rundt solen. De bruker såkalte gravitasjonsmanøvrer for å effektivt fly rundt forskjellige planeter og få nok fart til å nå målet.
Dette sparer mye drivstoff, men kan gjøre at disse oppdragene tar år å fullføre. Det er klart at dette er uakseptabelt. Både Jorden og Mars har (nesten) sirkulære baner, og en manøver kjent som Hohman-overgang, er den mest økonomiske måten å reise mellom de to planetene på. Faktisk, hvis vi ikke går inn i detaljer, gjør romskipet en enkelt flytur langs en elliptisk bane med overgang fra en planet til en annen.
Hohmann-overgangen mellom Jorden og Mars tar omtrent 259 dager (åtte til ni måneder) og er bare mulig omtrent hvert annet år på grunn av forskjellen i banene rundt Jordens og Mars sol. Et romfartøy kan nå Mars på kortere tid (SpaceX sier seks måneder), men, du gjettet det, vil det kreve mer drivstoff.
Sikker landing
Anta at romfartøyet vårt og mannskapet havner på Mars. Neste oppgave er landing. Et romfartøy som kommer inn i jordens atmosfære kan bruke luftmotstanden som genereres av samspillet med atmosfæren til å bremse. Dette gjør at enheten kan lande trygt på jordens overflate (forutsatt at den tåler passende oppvarming). Men atmosfæren på Mars er omtrent 100 ganger tynnere enn jordens. Dette betyr mindre potensiale for luftmotstand, noe som gjør det umulig å lande trygt uten hjelp.
Noen oppdrag landet på kollisjonsputer (som NASAs Pathfinder-oppdrag), mens andre brukte thrustere (NASAs Phoenix-oppdrag). Sistnevnte krever igjen mer drivstoff.
Liv på Mars
En Mars-dag varer 24 timer og 37 minutter, men det er der likhetene med Jorden slutter. Mars tynne atmosfære betyr at den ikke kan holde på varmen så godt som jorden, så livet på Mars er preget av store dag/natt temperatursvingninger. Mars har en maksimal temperatur på 30 ℃, noe som høres ganske bra ut, men minimumstemperaturen er -140 ℃ og gjennomsnittstemperaturen er -63 ℃. Den gjennomsnittlige vintertemperaturen på jordens sydpol er omtrent -49℃. Så vi må være veldig forsiktige med å velge hvor vi skal bo på Mars og hva vi skal gjøre med temperaturen om natten.
Tyngdekraften på Mars er 38 % av jordens (så du vil føle deg lettere), men luften består for det meste av karbon (CO₂) med noen få prosent nitrogen, så den er helt pustende. Vi må bygge et klimakontrollert sted å bo der. SpaceX planlegger flere fraktflyvninger før lansering, inkludert kritiske infrastrukturanlegg som drivhus, solcellepaneler og – du gjettet det – et drivstoff-luft-produksjonsanlegg for oppdragets retur til jorden.
Livet på Mars er mulig, og flere simuleringstester er allerede utført på jorden for å se hvordan mennesker ville takle en slik tilværelse.
Du kan lese om det her: Geologer modellerer Mars jordforhold for å plante Mars i fremtiden
Gå tilbake til jorden
Den siste oppgaven er å starte hjemreisen og bringe folk trygt tilbake til jorden. Apollo 11 kom inn i jordens atmosfære med en hastighet på rundt 40000 47 km/t, noe som er litt under hastigheten som kreves for å forlate jordens bane. Romfartøy som returnerer fra Mars vil ha atmosfæriske inngangshastigheter på mellom 000 54 km/t og 000 XNUMX km/t, avhengig av banen de bruker for å ankomme jorden.
De kunne bremse ned i lav jordbane til omtrent 28 800 km/t før de kommer inn i atmosfæren igjen, men du gjettet riktig, de ville trenge ekstra drivstoff for å gjøre det. Men de vil ikke bare kunne bryte seg inn i atmosfæren heller. Vi må bare sørge for at vi ikke dreper astronautene ved å overbelaste dem eller brenne dem ut av overoppheting.
Dette er bare noen av utfordringene et oppdrag til Mars står overfor, og alle de teknologiske byggeklossene for å oppnå det er allerede på plass. Vi trenger bare å bruke tid og penger og sette alt sammen.
Les også: