Tulevatko ihmiset laskeutumaan Marsiin? Tutustu Marsin etsinnän historiaan ja 7 tärkeimpään haasteeseen ihmisten lähettämisessä Marsille

Marsin etsintä on jo pitkään ollut ihmisen kiehtovaa. Vaikka Mars-vierailut ovat usein tieteiskirjallisuuskirjojen ja -elokuvien aiheita, todellisuus ei välttämättä ole niin kaukana. Avaruustekniikan viimeaikainen kehitys ja avaruusmarkkinoiden nopea kaupallistaminen saattavat pian tehdä mahdolliseksi ihmiskäynnin Marsille. Lisäksi, jos tarkastelet 300 000 vuoden historiaa tutkimuksesta, on selvää, että tarve tutkia on perustavanlaatuista luonteellemme. Tällä tavoin kehitetty tehtävä Marsille ei ole oikeastaan ​​kysymys siitä, onko - kysymys on milloin.

Hyppää osioon

• Miksi ihmisten pitäisi matkustaa Marsille?
• Mikä on Marsin etsinnän historia?
• Marsiin pääsyn 7 keskeistä haastetta
• Kuinka ihmiset lopulta pääsevät Marsille?
• Haluatko tietää enemmän avaruuden etsinnästä?
• Lisätietoja Chris Hadfieldin MasterClassista

Kansainvälisen avaruusaseman entinen komentaja opettaa sinulle avaruuden etsintää ja tulevaisuutta.

Miksi ihmisten pitäisi matkustaa Marsille?

Yksi Marsin-tehtävän suurimmista vaikutuksista olisi elämän löytäminen tai todisteita sukupuuttoon johtaneesta elämästä, olipa elämä kuinka yksinkertaista tahansa. Se ei vain vastaisi kysymykseen siitä, olemmeko yksin kosmoksessa - vaan myös osoittaisi, että elämässä on potentiaalia kaikkialla maailmankaikkeudessa.

Mikä on Marsin etsinnän historia?

Monet Marsin pinnalle laskeutuneet avaruusalukset, mukaan lukien Viking 1, Viking 2 ja Mars Pathfinder. Avaruusalukset, kuten Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor ja Mars Reconnaissance Orbiter, ovat tehneet tutkimustyötä Marsin pinnan kartoittamiseksi. Sekä NASA: n että Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Mars Exploration Rovers -tutkijat tutkivat Marsin pintaa lähettämällä arvokkaita tietoja ja kuvia takaisin maapallolle.

Vuonna 2010 Yhdysvaltain presidentti Barack Obama ilmoitti Texasin Kennedyn avaruuskeskuksessa ehdotuksesta, jonka tavoitteena on miehitetty Mars-tehtävä 2030-luvulle mennessä. NASA aikoo käynnistää Mars 2020 -matkustajaoperaation, joka lähettää miehittämättömän Mars-laskeutijan punaiselle planeetalle tutkimaan elämän merkkejä, sekä menneitä että nykyisiä.

NASA testaa myös avaruusaluksia, jotka on suunniteltu kuljettamaan ihmisiä Marsiin ensimmäistä kertaa.

Marsiin pääsyn 7 keskeistä haastetta

Tekninen ja tekninen haaste päästä Marsille on pelottava. Maalla ja Marsilla on erilaiset kiertoradat auringon ympäri, mikä tarkoittaa, että kahden planeetan välinen etäisyys muuttuu jatkuvasti. Vaikka optimaalinen laukaisuikkuna onkin, se on silti pitkä matka tuntemattomaan todistamattomalla aluksella, joka kuljettaa kaiken tarvitsemasi ilman mitään tapaa toimittaa kriittisiä esineitä uudelleen. Ja se on vasta alkua. Muita haasteita ovat:

1. Oikean avaruusaluksen rakentaminen . Kuuhun pääseminen on kolmen päivän matka, joten Apollon kaltainen utilitaristinen avaruusalus riittää. Ensimmäinen Mars-tehtävä vaatii paljon pidemmän matkan, joten avaruusaluksella olisi oltava enemmän asuintilaa, enemmän tilaa varmuuskopiointijärjestelmille, laitteita avaruusretkiä varten, luotettava propulsiojärjestelmä ja - ehkä tärkeintä - virkistysmahdollisuudet, jotta astronautit pysyisivät mukana , tuottavaa ja järkevää avaruusmatkojen aikana.
2. Ilman ja veden kierrätysominaisuudet . Paljon siitä, mitä elämäntukijärjestelmä tekee kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS), jäljittelee sitä, mitä tapahtuu luonnollisesti maapallolla. Prosessorit puhdistavat astronauttien ilman suodattamalla hivekaasut ja poistamalla heidän uloshengitetyn hiilidioksidin. Mahdollisuuksien mukaan happi uutetaan ja vapautetaan takaisin matkustamoon, mutta pieniä häviöitä täydennetään varastoidulla hapella. Vesi kierrätetään samalla tavalla virtsasta ja ilmankuivaimista, tyypillisesti noin 90%: n hyötysuhteella. Se on parempi kuin koskaan, mutta jokainen rahtilaiva kuljettaa silti ilmaa ja vettä ISS: ään. Meidän on päästävä käytännössä 100-prosenttiseen kierrätykseen, ennen kuin matkustat luottavaisin mielin Marsiin ja sen jälkeen syvään avaruuteen.
3. Ruoan kasvu . Avaruusoperaatioissa Marsille ja sen ulkopuolelle valmistettujen ruokien tuominen on vähemmän käytännöllistä. ISS: llä on tällä hetkellä kokeita viljelykasvien kasvattamiseksi, ja testataan esimerkiksi sitä, mihin suuntaan kasvi kasvaa ilman painovoimaa, miten pölytetään ja minkä tyyppiset vesiviljelymaat ovat parhaita. Kyky olla itse ylläpitävä ja kasvattaa ruokaa avaruudessa on vain yksi monista tarvittavista tekniikoista Mars-operaatioihin ja tulevaisuuden avaruuden tutkimiseen.
4. Maksu ihmiskeholle . Laajentunut painottomuus vie ihmiskehoon. On merkittäviä vaikutuksia tasapainoon, verenpaineen säätelyyn, luun tiheyteen ja joskus näkemiseen. Punaiselle planeetalle matkustaville astronauteille ei ole maahuolintaryhmää, joka avustaisi laskeutumisen Marsin pinnalle. Marsin avaruuspukujen painon ja kokoonpanon on myös sallittava sopeutumisaika Marsin painovoimaan. Lisäksi planeetan pinnan luonnollinen ympäristö on tappava ihmisen elämälle; Marsin ilmakehässä on erittäin matala ilmanpaine, ei happea, 96% hiilidioksidia, korkea säteily ja kosmiset säteet. Elinympäristön ja avaruuspukujen on suojattava miehistöjä Marsin ilmakehältä.
5. Kommunikaation puute . Marsin elämä on myös psykologisesti haastavaa. Silloinkin kun maa ja Mars ovat lähimpänä, 35 miljoonan mailin päässä toisistaan, radioaaltojen kulkeminen täältä sinne kestää noin neljä minuuttia. Joten jos Marsin miehistö lähettää signaalin Houstonille, NASAn vastaus on nopein kahdeksan minuuttia myöhemmin - pahimmassa tapauksessa 48 minuuttia myöhemmin. Reaaliaikainen viestintä on siten mahdotonta, ja Marsin miehistön on tiedettävä, miten olla omavaraisia, teknisesti ja henkisesti, erityisesti pölymyrskyn tai muun hätätilanteen sattuessa.
6. Oikean tien määrittäminen . Maamme ja Marsin välinen polku on päätettävä. Jokainen matkustuspäivä on toinen päivä, joka vietetään ruoan syömiseen, juomiseen, aluksen ilman hengittämiseen ja jätteiden tuottamiseen sekä altistumiseen planeettojen väliselle säteilylle ja kriittisten järjestelmävikojen riskille. Jos polttoainetta on tarpeeksi, voidaan käyttää suorempaa reittiä, joka pakottaa kiertoradamekaniikan. Jos keksimme tehokkaampia moottoreita, voisimme sytyttää ne kauemmin ja rullaa vähemmän, mikä myös lyhentäisi kokonaisaikaa.
7. Laske varovasti . Vaikka pääsisimme Marsin ilmakehään, lasku on toinen haaste. Kun kiertoradan nopeus on saavutettu, voisimme käyttää Marsin ohutta ilmakehää jarrutuskitkan aikaansaamiseksi, ohjaamalla tippaamaan täsmälleen siihen ja hidastamaan asteittain oikeaan nopeuteen. Mutta koko kauttakuljetusaluksen olisi oltava riittävän kova ottamaan siihen liittyvä lämpö ja paine. Kompromissivaihtoehto voi olla heittää meidät Marsille kuljettanut elinympäristö, päästä kapseliin ja ajaa se suoraan pintaan. Mutta Marsin ilmakehä on paljon ohuempi kuin Maan, eli laskuvarjot eivät toimi melkein yhtä hyvin. Silti se on riittävän paksu, jotta kitka aiheuttaa kuumenemisen, joten alus tarvitsee asianmukaisen lämpösuojauksen. Raskain esine, jonka olemme laskeutuneet Marsille vuodesta 2018 lähtien, oli NASAn Curiosity Rover (osa Marsin tiedelaboratorion tehtävää), joka painaa noin yhden tonnin (maapallolla). Miehillä oleva alus painaisi paljon enemmän kuin Mars-kuljettaja. Ihmisten sijoittamiseksi Marsiin meidän on todennäköisesti käytettävä Marsin ilmakehää hidastamaan venettä osittain ja sitten paloautoja hidastamaan nopeutta pintaan laskeutumispaikkaan.

MasterClass

Ehdotettu sinulle

Verkkotunnit, joita opettaa maailman suurimmat mielet. Laajenna tietosi näissä luokissa.

mitä laittaa päälle työcocktail-juhliin

Opettaa avaruuden tutkimista

Opettaa suojelua

Opettaa tieteellistä ajattelua ja viestintää

Opettaa parempaa unta

Kuinka ihmiset lopulta pääsevät Marsille?

Ajattele kuin ammattilainen

Kansainvälisen avaruusaseman entinen komentaja opettaa sinulle avaruuden etsintää ja tulevaisuutta.

Vaikka Marsille pääsy olisi taloudellisesti ja logistisesti vaikeaa, tutkijat uskovat, että se voidaan viime kädessä saavuttaa noudattamalla muutamia keskeisiä vaiheita:

• Jatka kuun tutkimista . Lähetykset kuuhun ja Marsiin ovat kietoutuneet toisiinsa, koska kuu tarjoaa mahdollisuuden testata uusia työkaluja, kuten elämäntukijärjestelmiä ja ihmisten elinympäristöjä, joita voitaisiin käyttää tulevassa Marsin tehtävässä. Kuun jatkuva etsintä on kriittinen yhden päivän Marsille lentämiselle.
• Kehitä edistyneempää avaruusalustekniikkaa . Syvässä avaruudessa ei ole avaruusasemia, mikä tarkoittaa, että aluksen, joka vie ihmiset Marsille, on tehtävä matka ilman tankkausta. NASA kehittää parhaillaan aurinkoenergiaa käyttävää propulsiojärjestelmää avaruuslennon tekemiseksi. Lisäksi avaruusalus vaatii syvän avaruuden navigointijärjestelmän, raketit, jotka ovat riittävän vahvoja kuljettamaan astronautteja matkan pituudelta ja takaisin, sekä laskeutumisvarusteet, jotka toimivat Marsissa, jolla on ohut ilmakehä.
• Suunnittele avaruuspuvut astronauttien turvallisuuden takaamiseksi . Marsin ympäristö on vihamielinen: otsonikerroksen puuttuminen tarkoittaa, että ultraviolettisäteilyä ei ole sisäänrakennetulla suojalla, ja Marsin maaperän superoksidit voivat vaikuttaa sen pinnalla käveleviin ihmisiin. Insinöörien on suunniteltava suojaavia elinympäristöjä, jotka estävät ihmiskehoa.

Haluatko tietää enemmän avaruuden etsinnästä?

Olitpa aloitteleva astronautti-insinööri vai haluatko vain saada enemmän tietoa avaruusmatkojen tiedeistä, ihmisen avaruuslennon rikkaan ja yksityiskohtaisen historian oppiminen on välttämätöntä, jotta ymmärrämme, kuinka avaruuden tutkimus on edennyt. Chris Hadfieldin avaruustutkimuksen MasterClassissa Kansainvälisen avaruusaseman entinen komentaja antaa korvaamattoman kuvan siitä, mitä avaruuden tutkiminen vie ja mitä ihmisten tulevaisuus odottaa viimeisellä rajalla. Chris puhuu myös avaruusmatkojen tieteestä, elämästä astronauttina ja siitä, kuinka avaruudessa lentäminen muuttaa ikuisesti tapaa, jolla ajattelet elämästäsi maapallolla.

Haluatko oppia lisää avaruustutkimuksesta? MasterClass Annual Membership tarjoaa yksinomaisia ​​videotunteja mestaritutkijoilta ja astronautilta, kuten Chris Hadfield.