Az emberek leszállnak a Marson? Ismerje meg a Mars felfedezésének történetét és az emberek Marsra küldésének 7 fő kihívását

A Mars felfedezése már régóta az ember elbűvölője. Míg a Mars-küldetések gyakran tudományos-fantasztikus könyvek és filmek témája, a valóság nem biztos, hogy ennyire lemaradt. Az űrtechnika legújabb fejleményei és az űrpiac gyors forgalmazása hamarosan lehetővé teheti az emberi küldetést a Marson. Sőt, ha megnézzük az emberkutatás 300 000 éves történetét, nyilvánvaló, hogy a feltárás szükségessége alapvető a természetünk szempontjából. Ilyen keretek között a Marsra küldetés valójában nem arról szól, hogy - inkább az, hogy mikor.

Ugrás a szakaszra

• Miért kellene az embereknek a Marsra utazniuk?
• Mi a Mars kutatásának története?
• A Marsra jutás 7 fő kihívása
• Hogyan kerülnek végül az emberek a Marsra?
• Szeretne többet megtudni az űrkutatásról?
• Tudjon meg többet Chris Hadfield MasterClass-járól

A Nemzetközi Űrállomás volt parancsnoka megtanítja az űrkutatás tudományára és a jövőre.

Miért kellene az embereknek a Marsra utazniuk?

A Marsra küldetés egyik legnagyobb hatása az élet megtalálása vagy a kihalt élet bizonyítéka lenne, bármennyire is egyszerű ez az élet. Nemcsak arra a kérdésre adna választ, hogy vajon egyedül vagyunk-e a kozmoszban -, hanem azt is jelzi, hogy az univerzumban mindenhol van életlehetőség.

Mi a Mars kutatásának története?

Sok űrhajó, amely leszállt a Mars felszínén, köztük a Viking 1, a Viking 2 és a Mars Pathfinder. Az olyan űrhajók, mint a Mariner 4, a Mariner 9, a Mars Express, a 2001 Mars Odyssey, a Mars Global Surveyor és a Mars Reconnaissance Orbiter felmérési munkát végeztek a Mars felszínének feltérképezésére. A Marskutató Roverek a NASA és az Európai Űrügynökség (ESA) által egyaránt felfedezték a Mars felszínét, értékes adatokat és képeket küldtek vissza a Földre.

2010-ben Barack Obama amerikai elnök a texasi Kennedy Űrközpontban bejelentett egy javaslatot, amelynek célja a 2030-as évekre egy emberes Mars-misszió. A NASA azt tervezi, hogy elindítja a Mars 2020 rover missziót, amely egy pilóta nélküli Mars leszállót küld a vörös bolygóra, hogy feltárja az élet jeleit, mind a múltban, mind a jelenben.

A NASA az űrhajókat is teszteli, amelyek célja az emberek Marsra szállítása.

A Marsra jutás 7 fő kihívása

A Marsra jutás technikai és mérnöki kihívása félelmetes. A Föld és a Mars különböző keringéssel jár a Nap körül, ami azt jelenti, hogy a két bolygó közötti távolság folyamatosan változik. Optimális indítóablak mellett is hosszú utazás az ismeretlenbe egy bizonyítatlan hajóval, amely mindent elraktároz, amire szüksége van, a kritikus elemek utánpótlása nélkül. És ez még csak a kezdet. Egyéb kihívások a következők:

1. Megfelelő űrhajó építése . A holdra jutás három napos utazás, így egy olyan utilitáris űrhajó, mint az Apollo, elegendő lesz. Az első Mars-küldetés sokkal hosszabb utat igényel, ezért az űrhajónak több élettérre, több helyre van szüksége a tartalék rendszerek számára, az űrsétákhoz szükséges eszközökre, megbízható meghajtórendszerre és - ami talán a legfontosabb - rekreációs létesítményekre van szükség ahhoz, hogy az űrhajósok bekapcsolódjanak. , produktív és ésszerű az űrutazás során.
2. Levegő és víz újrafeldolgozási képességei . Az életet támogató rendszer nagy része a Nemzetközi Űrállomáson (ISS) utánozza azt, ami természetesen történik a Földön. A feldolgozók megtisztítják az űrhajósok levegőjét, leszűrik a nyomgázokat és eltávolítják a kilélegzett szén-dioxidot. Ahol lehetséges, az oxigént kivonják és visszavezetik az utastérbe, de a kis veszteségeket kiegészítik tárolt oxigénnel. A vizet hasonlóan újrahasznosítják a vizeletből és a párátlanítókból, jellemzően körülbelül 90% -os hatékonysággal. Ez jobb, mint valaha, de minden teherhajó mégis levegőt és vizet szállít az ISS-be. Gyakorlatilag 100% -os újrahasznosításhoz kell eljutnunk, mielőtt magabiztosan utaznánk a Marsra és azon túl a mélyűrbe.
3. Élelmiszer-növekedés . A Marsra és azon túli űrmissziók esetében az elkészített ételek behozatala kevésbé praktikus. Az ISS-nél jelenleg kísérleteket végeznek a növények termesztésének feltárására, tesztelve például, hogy a növény milyen irányban növekszik a gravitáció nélkül, hogyan beporozzák és milyen típusú hidroponikus talajok a legjobbak. Az önfenntartás és az élelmiszer-termesztés képessége az űrben csak egy a sok szükséges technológiától a Mars-missziókhoz és a jövőbeli űrkutatáshoz.
4. Díj az emberi testre . A kiterjedt súlytalanság rontja az emberi testet. Jelentős hatások vannak az egyensúlyra, a vérnyomás szabályozására, a csontsűrűségre és néha a látásra. A Vörös Bolygóra utazó űrhajósok számára a marsi felszínre történő leszállás után nem lesz földi támogató csapat. A marsi űrruhák súlyának és konfigurációjának szintén lehetővé kell tennie a marsi gravitációhoz való alkalmazkodási időszakot. Ezenkívül a bolygó felszínén található természetes környezet halálos az emberi élet szempontjából; a Mars légkörében nagyon alacsony a légnyomás, nincs oxigén, 96% szén-dioxid, magas a sugárzás és a kozmikus sugarak. Az élőhelynek és az űrruháknak meg kell védeniük a legénységet a marsi légkörtől.
5. Kommunikáció hiánya . Az élet a Marson is pszichológiailag kihívást jelent. Még akkor is, ha a Föld és a Mars a legközelebb vannak, egymástól 35 millió mérföldre, a rádióhullámok körülbelül négy percet vesznek igénybe, hogy eljussanak innen. Tehát, ha a marsi legénység jelet továbbít Houstonnak, akkor a leggyorsabban nyolc perccel később hallják a NASA válaszát - a legrosszabb esetben 48 perccel később. A valós idejű kommunikáció tehát lehetetlenné válik, és a marsi személyzetnek tudnia kell, hogyan lehet önálló, technikailag és mentálisan is, különösen porvihar vagy más vészhelyzet esetén.
6. A helyes út meghatározása . El kell dönteni azt az utat, amelyen a Föld és a Mars között haladunk. Az utazási idő minden napja egy újabb nap, amelyet étkezés, ivóvíz, a hajó levegőjének lélegzése és hulladéktermelés tölt, valamint bolygóközi sugárzásnak és a kritikus rendszerhibák kockázatának van kitéve. Ha elegendő üzemanyag van, akkor közvetlenebb útvonalat lehetne használni, amely nyers erővel kényszeríti az orbitális mechanikát. Ha hatékonyabb motorokat találunk ki, akkor hosszabb ideig működtethetjük őket, és kevesebbet kelhetünk, csökkentve a teljes időt is.
7. Óvatosan leszállni . Még akkor is, ha eljutunk a Mars légkörébe, a leszállás újabb kihívásokkal jár. Amint keringési sebességgel járunk, használhatjuk a Mars vékony atmoszféráját a fékezési súrlódás biztosításához, a kormányzás pedig pontosan belemerül, hogy fokozatosan lassuljon a megfelelő sebességre. De az egész szállítóhajónak elég keménynek kell lennie ahhoz, hogy elviselje a kapcsolódó hőt és nyomást. Kompromisszumos megoldás lehet az, ha elpusztítjuk az élőhelyet, amely a Marsra vitt minket, bejutunk egy kapszulába és közvetlenül a felszínre vezetjük. De a marsi légkör sokkal vékonyabb, mint a Földé, vagyis az ejtőernyők közel sem működnek annyira jól. Mégis elég vastag ahhoz, hogy a súrlódás felmelegedjen, így a hajónak megfelelő hővédelemre van szüksége. A legnehezebb tárgy, amelyet 2018-ban landoltunk a Marson, a NASA Curiosity Rover volt (a Mars Tudományos Laboratóriumi Misszió része), amelynek súlya körülbelül egy tonna (a Földön). A legénységgel rendelkező hajó sokkal többet nyomna, mint egy Mars rover. Ahhoz, hogy embereket helyezzenek a Marsra, valószínűleg a marsi légkört kell használnunk, hogy részben lelassítsuk a vízi járművet, majd tűzoltóautókkal lassítsuk a felszínig tartó leszállást.

Mesterkurzus

Javasolt neked

Online órák, amelyeket a világ legnagyobb elméi tartanak. Bővítse ismereteit ezekben a kategóriákban.

hogyan kell termeszteni és betakarítani a koriandert

Tanítja az űrkutatást

Tanítja a természetvédelmet

Tudományos gondolkodást és kommunikációt oktat

Tanítja a jobb alvás tudományát

Hogyan kerülnek végül az emberek a Marsra?

Gondolj, mint egy profi

A Nemzetközi Űrállomás volt parancsnoka megtanítja az űrkutatás tudományára és a jövőre.

Bár pénzügyileg és logisztikailag nehéz lenne eljutni a Marsra, a tudósok úgy vélik, hogy ez végül néhány kulcsfontosságú lépés végrehajtásával érhető el:

• Folytassa a hold felfedezését . A Holdra és a Marsra irányuló küldetések összefonódnak, mivel a Hold lehetőséget kínál olyan új eszközök kipróbálására, mint az életfenntartó rendszerek és az emberi élőhelyek, amelyek felhasználhatók egy későbbi Mars-misszió során. A folyamatos holdfeltárás kritikus fontosságú ahhoz, hogy egy nap a Marsra repüljön.
• Fejlettebb űrhajó-technológia fejlesztése . A mélyűrben nincsenek űrállomások, ami azt jelenti, hogy a hajónak, amely az embereket a Marsra viszi, tankolás nélkül kell megtennie az utat. A NASA jelenleg egy napenergiával működő meghajtórendszer kifejlesztésén dolgozik a mély űrrepülés érdekében. Ezenkívül az űrhajónak szüksége lesz egy mélyűrbeli navigációs rendszerre, olyan rakétákra, amelyek elég erősek ahhoz, hogy az űrhajósokat meghosszabbítsák az út hosszában és vissza, valamint a vékony légkörű Marson működő leszállóberendezéseket.
• Tervezzen űrruhákat az űrhajósok biztonságának garantálása érdekében . A Mars környezete ellenséges: ózonrétegének hiánya azt jelenti, hogy nincs beépített pajzs az ultraibolya sugárzás ellen, és a marsi talajon található szuperoxidok hatással lehetnek a felszínén járó emberekre. A mérnököknek védelmi élőhelyeket kell kialakítaniuk, hogy megakadályozzák az emberi test károsodását.

Szeretne többet megtudni az űrkutatásról?

Akár kezdő űrhajózási mérnök, akár egyszerűen tájékozottabb szeretne lenni az űrutazás tudományában, az emberi űrrepülés gazdag és részletes történetének megismerése elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük, hogyan fejlődött az űrkutatás. Chris Hadfield űrkutatással foglalkozó MasterClass-jában a Nemzetközi Űrállomás egykori parancsnoka felbecsülhetetlen betekintést nyújt abba, hogy mi kell az űr felfedezéséhez, és mit hoz a jövő az emberek számára a végső határon. Chris beszél az űrutazás tudományáról, az űrhajós életéről és arról, hogy az űrben repülés örökké megváltoztatja-e a Földön élésről alkotott gondolkodásmódodat.

Szeretne többet megtudni az űrkutatásról? A MasterClass éves tagság exkluzív videótanulmányokat ad olyan mestertudósoktól és űrhajósoktól, mint Chris Hadfield.