Žmonija turi įveikti daugybę kliūčių, kad galėtų pradėti bet kokią kelionę atgal Marsas. Yra du pagrindiniai žaidėjai NASA і SpaceX, kurie glaudžiai bendradarbiauja vykdydami misijas į Tarptautinę kosminę stotį, tačiau turi konkuruojančių idėjų, kaip atrodytų įgulos misija į Marsą.
Dydis rūpi
Didžiausia problema (arba apribojimas) – kelionei reikalinga naudingojo krovinio masė (erdvėlaivis, žmonės, kuras, atsargos ir kt.). Naudingojo krovinio masė paprastai sudaro tik mažą procentą visos raketos nešančiosios raketos masės. Pavyzdžiui, Apollo 11 į Mėnulį paleidusi raketa Saturn V svėrė 3000 tonų. Tačiau jis galėjo paleisti tik 140 tonų (5% pradinės paleidimo masės) į žemą Žemės orbitą ir 50 tonų (mažiau nei 2% pradinės paleidimo masės) į Mėnulį.
Masė riboja erdvėlaivio Marse dydį ir jo galimybes erdvėje. Kiekvienam manevrui reikia išleisti kuro raketų varikliams paleisti, o dabar šis kuras turi būti pristatytas į kosmosą erdvėlaiviu.
„SpaceX“ planas savo įgulai skirtam erdvėlaiviui yra papildyti degalų kosmose su atskirai paleista degalų sunkvežimiu. Tai reiškia, kad į orbitą bus galima įpilti kur kas daugiau degalų nei per vieną paleidimą.
Laikas yra svarbus
Kitas klausimas, glaudžiai susijęs su kuru, yra laikas. Misijos, siunčiančios be įgulos erdvėlaivius į išorines planetas, dažnai eina sudėtingomis trajektorijomis aplink Saulę. Jie naudoja vadinamuosius gravitacijos manevrus, kad galėtų efektyviai skristi aplink įvairias planetas ir įgyti pakankamai pagreitį, kad pasiektų savo tikslą.
Taip sutaupoma daug degalų, tačiau šios misijos gali užtrukti ne vienerius metus. Akivaizdu, kad tai nepriimtina. Tiek Žemė, tiek Marsas turi (beveik) apskritą orbitą ir manevrą, žinomą kaip Hohmano perėjimas, yra ekonomiškiausias būdas keliauti tarp dviejų planetų. Tiesą sakant, jei nesigilinsime į detales, erdvėlaivis atlieka vieną skrydį elipsės formos perėjimo iš vienos planetos į kitą orbita.
Hohmanno tranzitas tarp Žemės ir Marso trunka apie 259 dienas (nuo aštuonių iki devynių mėnesių) ir įmanomas tik maždaug kas dvejus metus dėl Žemės ir Marso orbitų skirtumų. Erdvėlaivis gali pasiekti Marsą per trumpesnį laiką (SpaceX teigia, kad šeši mėnesiai), bet, kaip supratote, jam reikės daugiau degalų.
Saugus nusileidimas
Tarkime, kad mūsų erdvėlaivis ir įgula atsidurs Marse. Kita užduotis – nusileidimas. Erdvėlaivis, patenkantis į Žemės atmosferą, gali panaudoti pasipriešinimą, kurį sukuria sąveika su atmosfera, kad sulėtintų. Tai leidžia įrenginiui saugiai nusileisti ant Žemės paviršiaus (su sąlyga, kad jis gali atlaikyti atitinkamą įkaitimą). Tačiau atmosfera Marse yra maždaug 100 kartų plonesnė nei Žemės. Tai reiškia, kad mažiau traukos, todėl neįmanoma saugiai nusileisti be jokios pagalbos.
Kai kurios misijos nusileido ant oro pagalvių (pvz., NASA „Pathfinder“ misija), o kitose buvo naudojami stūmikliai (NASA „Phoenix“ misija). Pastarajam vėlgi reikia daugiau degalų.
Gyvenimas Marse
Marso para trunka 24 valandas ir 37 minutes, tačiau tuo panašumai su Žeme ir baigiasi. Plona Marso atmosfera reiškia, kad ji negali išlaikyti šilumos taip gerai, kaip Žemė, todėl Marso gyvybei būdingi dideli dienos ir nakties temperatūros svyravimai. Marso maksimali temperatūra yra 30 ℃, o tai skamba gana gražiai, tačiau minimali jo temperatūra yra -140 ℃, o vidutinė - -63 ℃. Vidutinė žiemos temperatūra Žemės Pietų ašigalyje yra apie -49 ℃. Taigi turime labai atsargiai rinktis, kur gyventi Marse ir ką daryti su temperatūra naktį.
Marse gravitacija yra 38% didesnė nei Žemės (todėl jausitės lengvesni), tačiau orą daugiausia sudaro anglis (CO₂) ir keli procentai azoto, todėl jis visiškai nekvėpuoja. Turėsime pastatyti klimato kontroliuojamą vietą, kurioje galėtume ten gyventi. „SpaceX“ prieš paleidimą planuoja kelis krovininius skrydžius, įskaitant ypatingos svarbos infrastruktūros objektus, tokius kaip šiltnamiai, saulės baterijos ir, kaip jūs atspėjote, kuro ir oro gamybos įrenginį, skirtą misijai grįžti į Žemę.
Gyvybė Marse yra įmanoma, o Žemėje jau buvo atlikti keli modeliavimo bandymai, siekiant išsiaiškinti, kaip žmonės susidorotų su tokia egzistencija.
Apie tai galite paskaityti čia: Geologai modeliuoja Marso dirvožemio sąlygas, kad ateityje galėtų pasodinti Marsą
Grįžti į Žemę
Paskutinė užduotis – pradėti kelionę atgal ir saugiai sugrąžinti žmones į Žemę. „Apollo 11“ į Žemės atmosferą pateko maždaug 40000 47 km/h greičiu, o tai yra šiek tiek mažesnis nei greitis, reikalingas norint palikti Žemės orbitą. Iš Marso grįžtančių erdvėlaivių atmosferos greitis bus nuo 000 54 km/h iki 000 XNUMX km/h, priklausomai nuo orbitos, kuria jie skris į Žemę.
Žemoje Žemės orbitoje jie galėtų sulėtinti greitį iki maždaug 28 800 km/val., kol vėl patektų į mūsų atmosferą, tačiau, kaip supratote, jiems reikės papildomo kuro. Tačiau jie taip pat negalės tiesiog prasibrauti į atmosferą. Tiesiog turime užtikrinti, kad astronautų neužmuštume perkraudami arba nesudegintume perkaitę.
Tai tik dalis iššūkių, su kuriais susiduria misija į Marsą, o visi technologiniai blokai tai pasiekti jau yra sukurti. Mums tereikia praleisti laiką ir pinigus ir viską sujungti.
Taip pat skaitykite: