Podíl:
10 Nejasné problémy, které brání posádkám na Marsu
Poté, co byl marou na Marsu, Matt Damonova postava v kosmickém thrilleru Marťan se snažili žít na červené planetě, která se potýká s problémem po vydání. Ale v reálném životě by zjistil, že se dostal na Mars a přizpůsobil se životu, aby byl problém předtím, než ho zanechal.
Kromě radiace, času stráveného ve vesmíru a problémů duševního zdraví existují další hlavní výzvy, kterým čelí astronauti při mise na Marsu v reálném životě.
10 Mírně delší den Marsu
Marťanský den je o 40 minut déle než den Země. Přestože se může zdát, že požehnání má každý den dalších 40 minut, je lidský denní rytmus nastaven na 24 hodin. Dodatečné 40 minut denně na Marsu by brzy vyústilo v to, že astronautům bude trvat neustálé jetové zpoždění, které jim bude stále vyčerpáno.
NASA to chutnalo, když miseři museli pracovat na "Mars čase", protože první Mars rovers musel pracovat během Marťanských dnů. Celá kontrola mise pro Sojournera trvala stejnou dobu jako rover. Po uplynutí jednoho měsíce se řídící jednotky ztratili.
Pro pozdější Marsovy rovery se správci mise úspěšně zdrželi na Marsu po dobu tří měsíců, ale po jeho skončení byli stále naprosto vyčerpáni. Zdá se, že lidé mohou trvat jen krátce na Marsu. Astronauti, kteří zůstali na Marsu po několik měsíců, by neměli žádný způsob, jak se dostat pryč od Marsu.
Dřívější studie spánku zjevně ukázaly, že lidské tělo mělo přirozený cirkadiánní rytmus 25 hodin, ale tyto studie byly špatné. Když byly provedeny novější studie, žádný z circadian rytmů účastníků se nezměnil, aby vyhovoval době Marsu.
9 Nízká plošná zátěž na Marsu
Přestože vědci mohou snadno simulovat cestu na Mars tím, že astronauty na mezinárodní kosmickou stanici uvedou na dlouhou dobu, vliv dlouhodobého působení na gravitaci Marsu, který je pouze 38 procent zemské gravitace na Zemi, na lidské tělo je neznámý.
Pomůže částečná gravitace udržet kritickou hustotu svalů a kostí? Pokud ne, pomůžete? Vzhledem k tomu, že potenciální poslání na Marsu může astronautů strávit měsíce v marťanské gravitaci, je to kritická otázka.
Použitím nedokonalých simulátorů zjistily dvě studie na myších, že ztráta kostí a svalů v marťanské gravitaci může být stejně závažná jako u nulové gravitace. První studie zjistila, že ani prostředí s 70 procenty gravitace Země nemohlo zabránit ztrátám svalů a kostí.
Ve druhé studii vědci zjistili minimálně 20% ztráty kostní hmoty u myší z nižší gravitace. Ale nezapomeňte, tyto studie jsou pouze simulace. Dokud nebudou astronauti skutečně přistát na Marsu, neexistuje způsob, jak přesně vědět, jak se jejich těla přizpůsobí nižší gravitaci.
8 Rocky Martian Terrain
Neil Armstrong objevil během svého sestupu na povrch Měsíce, jeho místo přistání bylo plné obrovských balvanů, které představovaly nebezpečí pro jeho přistání. Podobná otázka by se mohla stát astronautům přistávajícím na povrchu Marsu. Oni by měli jen krátkou dobu nad jakýmkoli přistávacím místem, aby odhalili nebezpečí, jako jsou velké skály nebo písečné duny, a vyhnout se jim.
Balvany nebo svahy by mohly způsobit, že marťanský přistávací stroj s přistávacími nohami padne, až dopadne na povrch. Dokonce i velké funkce v terénu mohou být obtížně viditelné z oběžné dráhy, takže plánovače mise by je mohly potenciálně chybět.
Malé zákopy nebo kopce by mohly bláznit senzory, aby uvolnily přistávací zařízení z padáku dříve, než bylo plánováno, nebo zaměnit automatizované systémy, pokud jde o rychlost přistání. Šance, že přistávací zařízení selže kvůli terénu, jsou překvapivě vysoké. Jedna studie se týkala možnosti až 20 procent.
7 Průměr ukládání užitečného zatížení
Při navrhování pilotovaného Marsu přistane opakovaně jedna technická záležitost - průměr nákladního zatížení pro raketu, na které bude spuštěn přistávací stroj Mars. Přestože je největším zvažovaným poháněním obrovský průměr 8,4 metru, bylo pro NASA velmi obtížné, aby se vešly do nákladního prostoru, aby se přizpůsobil konstrukci posádky Marsu.
Pevný tepelný štít, který je zapotřebí k ochraně velkého užitečného zatížení, je příliš velký, aby se vešel do úložného prostoru. Takže NASA potřebuje technologii nafukovacích tepelných štítů, která je v tomto okamžiku experimentální.
S využitím stávajících návrhů pro misi Mars bude nejmenší přistávací stroj NASA extrémně stísněný na 8,4 metrovém výstřelu. Kterákoli z větších přistávacích vozidel NASA by se ve vozidle nehodila.
Dokonce i když NASA používá nejmenší přistávací zařízení, budou muset dělat obtížné redesigny, mezi něž patří otočení Marsu roveru pro astronauty vzhůru nohama a přepracování palivových nádrží. Velikost střelnice nemůže být zvýšena, protože by destabilizovala raketu.
6 Nadzvukový retropropuls
Nadzvukový retropropulz může být jedním ze způsobů, jak zpomalit přistání Marsu během jeho konečného sestupu na povrch planety. To zahrnuje spuštění raket ve směru jízdy, zatímco kosmická loď stále jde rychleji než rychlost zvuku.
V tenké marťanské atmosféře je nadzvukový retropropulz. Ale odpalování raket s nadzvukovou rychlostí by mohlo způsobit rázové vlny, které poškozují přistávací zařízení Marsu. NASA nemá téměř žádné zkušenosti s tímto postupem, což dále komplikuje jeho šanci na úspěch.
Existují tři hlavní problémy s touto technikou. Za prvé, vzájemné působení mezi proudem vzduchu a výfukem rakety může způsobit otřesení přistávacího zařízení. Za druhé, teplo generované raketovým výfukem může ohřívat Mars přistávací zařízení. Za třetí, může být obtížné udržet přistávací plochu stabilní, zatímco retro-rakety oheň.
I když byly prováděny testy v aerodynamických tunelech v malém měřítku, je zapotřebí rozsáhlé řady větších testů s použitím skutečného hardwaru.Jedná se o nákladné, dlouhodobé tvrzení.
Ale NASA může mít jiný způsob vyšetřování nadzvukové retropropulze. Nedávno zaznamenala test SpaceXu, aby vrátil svou první etapu na zem, což přineslo cenné údaje.
5 Statická elektřina
Víš ty šoky, které dostaneš, když se dotkneš kliky nebo jiného kovového předmětu? Je to pro nás jen dráždivé na Zemi. Ale na Marsu statická elektřina může způsobit vážné problémy našim astronautům.
Na Zemi jsou většina statických výbojů způsobena izolačními vlastnostmi gumových obuvi. Na Marsu by izolační látka byla půdou samotného Marsu. Právě při procházce po Marsu by astronaut mohl nahromadit statický náboj dostatečně silný, aby vypálil delikátní elektroniku, kdyby se pokoušel otevřít vzduchové zámky nebo se dotknout vnější části kosmické lodi.
Marťanská půda je jemná a suchá, což z něj činí ideální izolační materiál. Půda je až 50krát jemnější než prach na Zemi. Když se astronaut procházel kolem, na jeho obleku se hromadila půda. Když marťanský vítr vyhodil do vzduchu, astronaut by hromadil rostoucí elektrický náboj.
Marse rovers používají ultrajemné jehly k odvzdušnění tohoto elektrického náboje. Ale posádka Marsu by vyžadovala izolační kosmické obleky, které by chránily astronauty a vybavení.
4 Spustit dostupnost vozidla
Systém Space Launch (SLS) je v nejbližší budoucnosti největší zahajovací raketa ve vývoji. Bude to raketa, která leží na misi s posádkou na Marsu.
Podle současných plánů NASA bude pro jednu misi s posádkou na Marsu zapotřebí desítka raket SLS. Současná pozemní infrastruktura podporující SLS byla však zbavena svých minimálních požadavků: jedno zařízení pro sestavování raket, jeden masivní crawler pro přepravu rakety na startovací plochu a jednu startovací plochu.
Pokud se dokonce jedna z těchto komponent rozpadne, může to představovat významné problémy pro dostupnost raketoplánu. Tato nedostatečná dostupnost by mohla představovat několik nebezpečí pro posádku Marsu s posádkou.
Například jakákoli prodleva při sestavování a kontrole masivní SLS by měla významný dopad na plán rozjezdů. Takže by se mohly vydávat jako běžné jako počasí nebo drobné technické problémy.
Navíc orbital dokování pro montáž kosmické lodi Mars vyžaduje, aby raketa spuštěna v určitém časovém období ("startovací okno"). Příznivé příležitosti pro plavidla s Marsem opustit oběžnou dráhu Země jsou také omezené.
Vědci vyvinuli modely spouštění pomocí historických dat o zpřístupnění raketoplánu. Ukazují, že NASA si nemůže být jistá, že raketa SLS bude schopna spustit v rámci specifikovaných spouštěcích oken, což potenciálně ohrozí všechny plány mise Marsu.
3 Toxická Marťanská půda
V roce 2008 provedla automatizovaná sonda Phoenix NASA ošklivé objevy: Na povrchu Marsu našla chloristany. Přestože tyto toxické látky mají průmyslové využití, mohou způsobit problémy se štítnou žlázou v nadměrně malých dávkách.
Na Marsu tvoří chloristany nejméně 0,5 procenta půdy, jedovaté množství pro člověka. Když se astronauti procházejí a pohybují půdu do svých stanovišť, nebudou schopni se vyhnout kontaminaci chloristanymi.
Použitím technologií získaných z nebezpečných těžby na Zemi mohou dekontaminační postupy do jisté míry zmírnit problém. Ale jak se štítná žláza přeruší, mohou se vyskytnout drastické zdravotní změny.
Chloristany jsou také spojeny s různými poruchami krve. Vědci však neučinili mnoho výzkumů o účincích chloristanu na lidské tělo, což je těžké předvídat dlouhodobé důsledky.
Astronauti by možná museli užívat umělé hormony, aby udrželi své metabolismy fungující, protože se potýkají s dlouhodobými účinky expozice chloristanu.
2 Dlouhodobé skladování raketového paliva
Paliva z rakety je nutná, aby nás dopravila na Mars a zpět. Nejúčinnějšími raketovými palivy, které se v současné době používají, jsou kapalný vodík a kapalný kyslík, které jsou kryogenními pohonnými látkami.
Tato paliva je třeba zmrazit pro skladování. I při rozsáhlé přípravě však vodík stále uniká z palivových nádrží rychlostí 3-4% z celkového počtu každý měsíc. Bylo by katastrofou, kdyby astronauti na Marsu zjistili, že nemají dostatek paliva, aby se dostali domů.
Astronauti mohou potřebovat, aby kryogenní pohonné látky zůstaly několik let varu, když dokončily svou misi na červené planetě. Přídavné palivo by mohlo být vyráběno na Marsu, ale udržování chlazeného paliva by vyžadovalo izolaci a elektrické chladiče. Lety na testování technologií dlouhodobého ukládání budou vyžadovány předtím, než se kosmonautky na Marsu objeví.
1 romantiky a přestávky
Na dlouhé cestě v omezeném prostoru jsou romance mezi astronautimi docela možné. Na konci dne člověk potřebuje fyzický kontakt a intimitu. Ale zatímco to zní sladce a romanticky, může to také skončit špatně.
V roce 2008 byla skupina lidí v dlouhém časovém intervalu uzavřena ve stísněném prostředí, aby simulovala misi na Marsu. Události se vyhnuly kontrole, když se jeden z předstíraných astronautů rozčiloval, že jeho přítelkyně astronautu odmítá mít sex s ním a tráví více času s třetím astronautem.
Střílený a unavený, první astronaut se zřítil a dal třetímu astronautovi zlomenou čelist. Pokud by to bylo skutečné poslání, toto chování by pro mise bylo velmi škodlivé.
Naneštěstí se NASA ani nesnaží tyto možnosti vypořádat.Podle nedávné zprávy Národní akademie věd NASA nezkoumala otázku sexuálních vztahů při misích na Marsu a osobnostních typů, které by mohly nejlépe spolu s sebou ve stísněných kajutách dlouho.