10 problémů, které brání cestě k Marsu

Jakákoli mise na Marsu by byla plná potíží - ale jak to ukáže tento seznam, žádná z těchto výzev není nutně nepřekonatelná. Desítky let zkušeností s vesmírnými cestami ukázaly, že poměrně vynalézavost - stejně jako silná dávka odvážného odhodlání - může jít dlouhou cestou, pokud jde o naplnění našich kosmických snah.

10

Výdaje




Celý program Apollo Moon Landing Programu šedesátých a sedmdesátých let minulého století stáhl USA asi 25 miliard dolarů. Většina z toho byla vyčerpána, vedoucí až k Apollu 11, po které byla většina problémů přistání na Měsíci řešena a následné mise levnější. Posádka s posádkou na Marsu by stála nesmírně více, nejprve kvůli vesmírné vzdálenosti, která má být vycestována, kdekoli od 36 miliónů až přes 250 milionů mil (oběžná dráha Marsu je docela excentrická).

Za druhé, existuje mnoho zvláštních událostí, které jsou daleko v hlubokém prostoru, z nichž každý může velmi snadno zabít člověka. Jakmile opustíme atmosféru, vesmír se nás v podstatě pokouší zabít. A pokud pošleme 3 nebo tak lidi o 250 milionů mil, musíme předem naplánovat každou možnou situaci. Plánovat si pro každou potřebují peníze a nejkonzervativnější odhady dosahují směšně optimistického celkové částky 1 miliardy dolarů. A pokud bude celosvětová ekonomika pokračovat v poklesu, pokrok směrem k posádce s posádkou zůstane agonizovaně pomalý. Mnoho z následujících položek se týká tohoto.

9

Pozemní patogeny




Už se divíte, proč se technici a vědci, pracující na kosmických lodích a zařízeních, které mají být vysláni do vesmíru, oblékají jako chirurgové v nemocnici? Ze stejného důvodu: zabránit přenosu bakterií. Některé patogeny jsou známé, že jsou schopny přežít prostředí prostoru. Deinococcus radiodurans je jeden z nejnáročnějších organismů jakéhokoli druhu. Jedná se o bakterie, nikoliv o virus, a může odolat dávce 5 000 gramů záření gama, kde 5 grainů postačuje k zabití dospělého člověka. Jediný snadný způsob, jak ho zabít, je vaření, a to vyžaduje 25 minut, zatímco botulum zemře po 2 až 7 minutách.

Deinococcus se nachází v rozbitých potravinách, odpadních vodách, prachu z domácnosti a mnoha dalších místech. Co se stane, když mise na Mars zavede do prostředí Marsu? Stále nevíme, jestli existuje nějaký život na Marsu, ale s misemi, jako je Curosity Rover, každodenně přiblížíme k tomu, že říkáme "ano". Pokud ano, je to pravděpodobně mikrobiální a nikdy se na Zemi nenachází žádný život. Deinococcus neublíží lidem, ale velmi dobře může být katastrofální pro mimozemský život.

Kvůli takovým scénářům kritici zpochybňovali etiku, jakou někdy vytvářejí nohu na jakékoli planetě, která by mohla přivést život, a jakýkoli návrh mise se s ní musí nějakým způsobem vypořádat, než půjde dál.

8

Propulzní metoda




K dnešnímu dni byly všechny naše aktivity v prostoru provedeny pomocí rocketry. Musíme předtím uniknout Zemi a naše rychlost musí být 11,2 km za sekundu. To je přibližně 25 000 mph. Nejrychlejší kulka se pohybuje kolem 3 132 km / h. Jediným prostředkem, o kterém víme, že pohánět objekt z gravitačního pole Země a na oběžnou dráhu a dále, je položit objekt na vrcholu obrovské bomby, jejíž výbuch dokážeme velmi dobře ovládat.

Palivo potřebné k pohonu raketoplánu na oběžnou dráhu vážilo 1 100 000 liber na každý ze dvou raketových posilovačů, z nichž většina byla vyrobena z chloristanu amonného a hliníku. Zázračně se jednalo o velmi málo katastrof, které zahrnovaly tyto vesmírné výstupy poháněné raketou do vesmíru - katastrofou Challenger z roku 1986, která je mezi nimi nejvýznamnější. Ale nebezpečí stranou je ve většině astronautických názorů velice neefektivní v přenosu řemesel do vesmíru.

Ve většině sci-fi příběhů, televizních seriálů a filmů, výstupů ze Země na oběžnou dráhu i za hranicemi je dosaženo jinými prostředky, které jsou zřídka vysvětlovány, právě proto, že zatím nemáme úplné porozumění jiné pohonné metodě než rocketry . Téměř všechna vozidla, včetně letounů, jsou poháněna spalováním a to znamená spalování paliva. Ale nic, o čem víme, nemůže spálit bez kyslíku, což je důvod, proč většina moderních letounů stále nemůže létat z naší atmosféry; staví se a klesají.

Vědci se v práci snažili vynalézt alternativní metody pohonu, které nevyžadují spalování. Ty obvykle znamenají proti gravitaci. Kosmické lodě ve filmech Hvězdných válek jednoduše zvednou zemi a letí do vesmíru a řemeslo, které to dokáže, by mnohem jednodušší iniciovalo výlet na Mars.

7

Space Dementia




Můžete také nazývat "horečkou v kabině." Nemáme rád, kdybychom byli cooped v autě za 200 mil v době. Zeptejte se jakéhokoli strážce silnic a on vám řekne, že pokud dáte Ježíše a Gandhiho do auta dost dlouho, začnou bojovat. Nyní si představte, že trpíte stísněnými životními podmínkami příkazového modulu Apollo po dobu 8 měsíců. Pak, po několika dnech, možná měsících, s nádhernými vzrušujícími výlety na Marsu, se těšíme na dalších osm měsíců, které nemají co dělat, ale musí být vycvičené.

Viz # 3 pro dobrou metodu, jak bojovat s tím, co astronauti nazývají "prostorovou demencí". Ale primární způsob, jak se tomu vyhnout, je odnést myšlenky astronautů z jejich izolace. Hlavním důvodem, proč nedošlo k žádným násilným zločinům ve vesmíru, pocházejících z jakéhokoli státního občanství, je dvojí: zaprvé, pobyty ve vesmíru byly krátké. Nejdelší nepřetržitá délka ve vesmíru byla pro Valeriho Polyakova 437,7 dnů od roku 1994 do roku 1995. Byl fyzicky sám o sobě 258 těch dnů, ale vždy byl v přímém spojení s ruským velitelstvím a vedl 25 vědeckých experimentů.Proto byl zřídkakdy sám s ničím jiným, než s vlastními myšlenkami pro společnost.

Zůstal tak dlouho na oběžné dráze, aby dokázal, že může být zachován zdravý duševní stav po celou dobu posádky na Marsu - a když vystoupil na Zemi, trval na tom, aby se sám ujal, že to bude možné Mars (viz # 5). Ale jeho psychologické hodnocení zaznamenalo výrazný nedostatek v jeho emocionálním stavu a celkové náladě. Byl zjištěn, že je mnohem mrzutější než obvykle a je snadno podrážděn jednoduchými otázkami.

Nyní se domníváme, že komunikační intervaly na cestě k Marsu budou postupně delší, dokud nebudou v oběžné dráze kolem Marsu rádiové signály, které se pohybují rychlostí světla, budou potřebovat až 22 minut na cestu zpátečkem. Pokud bude sedět v nejmenší možné vzdálenosti od Země, rádiové signály budou stále potřebovat asi 6 a půl minuty pro zpáteční cestu. Emocionální naplnění s intervalem 20 minut mezi projevy není možné a lidská interakce je skutečně neplatná. Posádka se mezitím může dost dobře unavit od společnosti druhé dlouho předtím, než kosmická loď dorazí na Mars. Pak se musí obávat návratu. Vesmírné programy zaměstnávají psychology, aby si vybrali členy posádky na základě toho, jak dobře se mohou spolu vzájemně setkat, a to může být nemožné tak dlouho.

6

Spacesuit




Primárním požadavkem ze skafandru je natlakování, protože bez něj se člověk nafoukne na zhruba dvakrát normální velikost a vypadá poněkud jako powerlifter. Smrt není způsobena zamrznutím záblesku nebo vroucím krví, které se vyskytnou, ale oběma plícemi naplněnými vzduchem vystupují jako balónky. Pokud neudržíte dech, ale vyfoukáte vše, vyblednete v důsledku asfyxie asi za 15 vteřin a zemřete během jedné minuty, dřív, než zmrazíte nebo krev vaří. Téměř všechny kufry - od Yuriho Gagarina SK-1 až po současnost - byly nafukovací obleky, které tlačí tělo expanzí jako balónky.

Tito dělali svou práci velkolepě až doposud, ale astronauti zůstávají ve vesmíru jen velmi zřídka. Obleky jsou objemné, neohrabaně a neumožňují velmi dobrou svobodu pohybu. Na Měsíci astronauti zjistili, že je to nejsnadněji ambulantní "loping", nebo polovina-běh, half-skákání, a to bylo kvůli tak malé gravitaci - ale Mars má těsně pod dvěma pětiny gravitace Země a bude dělat Zemi Stylová ambulace je znatelně jednodušší: astronauti budou moci ohýbat kolena a kráčet rovně dopředu, ale okamžitě opustí půdu několik centimetrů. Nemůžeme přesně reprodukovat tento gravitační tah na Zemi; voda poskytuje dostatečný stupeň beztíže, ale zpomaluje pohyb končetin.

To, co potřebujeme pro výlety na Marsu, je oblek tvaru, který je naopak nafouklý; namísto natlakování obleku, oblek tlačí tělo sám tím, že zužuje ho v těsném elastickém plášti, který pokrývá vše kromě hrdla a hlavy. Kostka může tedy vážit pouze jednu nebo dvě libry namísto 200 kg A7L, který nosí Neil Armstrong a Buzz Aldrin. Nevýhodou kožního obleku je nepohodlí, které způsobuje tělům mužů a prsou žen, i když je nositel ochránce. Musí také zahrnovat schopnost ochlazení nebo astronaut podléhá vyčerpání v minutách.





5

Umělá gravitace




Nulová gravitace je vážným problémem při dlouhodobém pobytu v prostoru. Tělo je určeno pro život na Zemi s gravitační silou 1, zatímco Jupiter má například g-sílu 2,528. V beztížnosti orbitální nebo vesmírné cesty dochází k radikálním aberaci lidského těla, zejména svalové atrofie a osteopenie, nebo ke ztrátě kostní hmoty a hustoty. K vyrovnávání se s těmito účinky musí astronauti každodenně cvičit nejméně 4 až 5 hodin, a to nelze provést pomocí volných závaží, které jsou také beztížné. Používají se jarní váhy, stejně jako běžecké pásy a stacionární jízdní kola, ale dlouhodobé výsledky jsou prostě nedostatečné.

Nejznámějším příkladem umělé gravitace je odstředivá síla. Kosmická loď by měla být vybavena masivní odstředivkou, která má nastavitelnou sílu kolmou k její ose. Tyto návrhy jsou populární ve filmech sci-fi, nejvíce pozoruhodně 2001: Space Odyssey. Astronaut by mohl projít kolem vnitřní stěny odstředivky, jako by to byla podlaha. V současné době neexistuje žádná kosmická loď vybavená takovou centrifugou (viz # 10), ale zkoumá se několik návrhů.

Astronauti, kteří se na oběžné dráze vracejí po pouhých dvou měsících na oběžné dráze, nejsou schopni stát déle než 5 minut a musí být přenášeni nebo kolovat, dokud se jejich tělo nepřizpůsobí gravitaci Země. Účinky astronautů, kteří cestují po 8 měsících od Země až po Mars, by byly hrozné: on by ztratil 1% kosterní hmoty za měsíc a bezprostředně po cestě by musel provádět hlavní cvičení a vědecké studie na povrchu planetě s g-sílou pouhých méně než dvě pětiny Země. Pak by se astronaut musel vrátit domů.

Jednou z metod pro předstírání gravitace je jednoduchý magnetismus, ale magnetické boty pouze upevní nohy na povrch bez vůle těla vůbec a atrofie a osteopenie přetrvávají téměř bez změny.

4

Marťanské patogeny




Zatímco č. 9 je označováno jako "dopředná kontaminace", tato položka se zabývá "obrácenou kontaminací". Pokud znáte H.GWells je Válka světů, víte, že marťané nejsou zabíjeni společnou vojenskou mocí lidstva, ale "nejmenšími organismy, které Bůh ve své moudrosti dal na tuto Zemi." Ale jestliže jdeme na Mars a vrátíme se bezpečně, můžeme způsobit zpětnou změnu vize společnosti Wells.

Mars by mohl dobře zachránit život, a pokud ano, musíme to být nesmírně opatrní. Nejjednodušší životní formy jsou často nejnebezpečnější. Pokud je marťanský život pro nás patrně náchylný, jsme stejně náchylní k jeho vlastním, aniž bychom vyvinuli žádnou imunitu vůči žádnému životnímu stylu, který by kosmonauté mohli přivést zpět na vnější části svých kosmických lodí nebo kosmických lodí nebo vybavení nebo dokonce uvnitř jejich těl, životní forma, která odpočívala v pozastavené animaci po celé miliardy let, jen aby byla oživena ve svém oblíbeném prostředí.

Jediný marťanský patogen by mohl vytvořit globální pandemii, která zcela zabije vše na Zemi. K boji proti tomuto, astronauti Apollo 11, 12 a 14, kteří chodili na Měsíci, byli umístěni do karantény po dobu 21 dnů, než bylo Měsíc prokázáno, že nemá žádný život. Ale Měsíc nemá atmosféru. Mars má jednu, byť mnohem tenčí, a s úplně jinou kombinací plynů než Země. První astronauti, kteří na Mars položí nohu, budou muset být po jejich návratu do karantény dlouho, a jak zabijeme jakýkoliv mikrob, který s sebou přivezou?

3

Kosmická loď




Tento záznam se týká zejména čísel # 10 a # 5. V současné době máme mnoho kosmických lodí, které dokážou dosáhnout Marsu neporušeného a schopného plnit robotické povinnosti - ale když přidáme do rovnice lidské životy, počet závazků se zvětší astronomicky, pokud ospravedlníte hře. Musí to být prostorné řemeslo, aby bylo možné ubytovat 8 měsíců lidské mobility. Bude také muset být navržen s několika záznamy tohoto seznamu, včetně následujících dvou, na mysli.

Má-li mít obrovskou centrifugu pro umělou gravitaci, bude to extrémně velké a nákladné, ale především nesmírně složitá konstrukční práce a desítky inženýrů a vědců NASA uvedli, že dosud jsme prostě neměli vyvinul technologický pokrok při konstrukci tohoto řemesla. Následně nabízejí naději tím, že v příštích několika desetiletích bychom měli mít tuto technologii.

2

Meteoroidy




Země je zasažena odhadovaným 1 septilionovými meteory, asteroidy a komety každý den. Většina z nich je velikost zrna písku. Dokonce i takové velikosti van se nedostanou na povrch. Měsíc však nemá žádnou atmosféru, která by ho mohla vypálit, a přestože má mnohem menší plochu, stačí jen podívat na jeho detailní obrázek, abyste získali představu o všech zbytcích, které se kolem vesmíru přibližují. Atmosféry se chovají jako spalovny, které se zbavují velkého množství této skály, kovu a ledu, ale ve skutečném vesmíru, který je milionům mil od Země, není žádná atmosféra, která by chránila kosmickou loď nebo posádku uvnitř.

Zapamatujte si ve Star Wars IV, když Han Solo připomíná princezně Leii, že zahájení hyperspeedu (rychlejší než lehké cestování), aniž byste nejprve plánovali cestu, mohou vést k letu do meteoru? To byl jeden z lepších momentů realismu sci-fi.

Co se stane během 8-měsíční cesty v hlubokém prostoru? Mezi Zemí a Marsem je spousta nic - kromě úlomků všech velikostí, které se pohybují kolem 50 násobek rychlosti nejrychlejší kulky. Můžeme účinně bojovat tím, že pokryjeme stěny řemesla pancéřovými deskami. Ale to vždy přichází za cenu dodatečné váhy, což znesnadní oběžnou dráhu Země.

1

Neomezená kosmická záření




Naše atmosféra a elektromagnetické pole jsou jediným důvodem, proč v tomto okamžiku nejsme praženi. Sluneční ultrafialové záření je většinou zastavováno atmosférou, zatímco viditelné světlo s delšími vlnovými délkami proniká až k zemi. To není pravda ve vesmíru. Kostýmy astronauti jsou opatřeny čočkami, které zastaví škodlivé záření Slunce - a pokud nebudou skenovat tváře svých přileb předtím, než budou čelit přímému slunečnímu záření, budou blýskané a trvale oslepeny během několika vteřin.

Ultrafialové záření bylo lehce zastaveno hliníkovými moduly programu Apollo, ale během jejich výletů na Měsíc a od něj se astronauti stýkali náhlých, okamžitých záblesků jasně modrého nebo bílého světla. Světlo nebylo vidět nikde uvnitř nebo vně kosmické lodi a nebránilo posádce žádným způsobem před vykonáváním svých povinností ani jim nezpůsobilo bolest.

Když následné kosmické mise vynucovaly podobné stížnosti a popisy těchto záblesků světla, vědci zkoumali a zjistili, že jsou způsobováni "kosmickými paprsky", což je nesprávné pojmenování. Nejsou to paprsky vůbec, ale subatomové částice, většinou osamělé protony, cestují téměř rychlostí světla. Projíždějí kosmickými loděmi a technicky opouštějí díry v materiálu, kterým projíždějí, ale tyto neumožňují žádné úniky, protože jsou menší než atomy.