Del:
10 Uklare problemer, der hindrer bemærkede missioner til Mars
Efter han var marooned på Mars, Matt Damons karakter i rumspiller Martianen kæmpede for at leve på den røde planet, der står over for problemet efter udstedelsen. Men i det virkelige liv ville han have fundet at komme til Mars og tilpasse sig til livet der for at være en udfordring, før han blev efterladt.
Udover stråling, tid i rummet og psykiske problemer er der andre store udfordringer, som astronauter står over for virkelige missioner til Mars.
10 Den lidt længere Martian Day
En marsdag er 40 minutter længere end en jorddag. Selv om det kan virke som en velsignelse at have en ekstra 40 minutter hver dag, er den menneskelige cirkadiske rytme sat til 24 timer. De ekstra 40 minutter om dagen på Mars vil snart resultere i evigt jetlag for astronauterne, så de bliver konstant opbrugt.
NASA fik en smag af dette, når missionskontrollanterne skulle arbejde på "Mars-tid", fordi de første Mars-rovers måtte operere i løbet af martsdagen. Hele missionskontrollen for Sojourner holdt samme tid som roveren gjorde. Efter en måned blev controllerne blevet optaget.
Til de senere Mars-rovere var missionskontrollerne med succes på Mars-tid i tre måneder, men var stadig helt udmattede i slutningen af den. Det ser ud til, at mennesker kun kan udholde Mars tid i korte perioder. For astronauter, der opholder sig på Mars i flere måneder, ville der ikke være nogen måde at komme væk fra Mars-tiden.
Tidligere søvnstudier havde tilsyneladende vist, at menneskekroppen havde en naturlig cirkadisk rytme på 25 timer, men disse undersøgelser var forkerte. Når nyere studier blev gennemført, ændredes ingen af deltagernes cirkadiske rytmer for at rumme Mars-tiden.
9 Lav overfladisk tyngdekraft på Mars
Selvom forskere nemt kan simulere rejsen til Mars ved at placere astronauter på den internationale rumstation i længere perioder, er effekten på menneskekroppen af langvarig eksponering for Mars gravitation, som kun udgør 38 procent af overfladens tyngdekraft på jorden, ukendt.
Vil den partielle tyngdekraft give mennesker mulighed for at bevare kritisk muskel- og knogletæthed? Hvis ikke, vil den udøve hjælp? I betragtning af at enhver potentiel mission til Mars kan have astronauterne tilbringe måneder i martinske tyngdekraften, er dette et kritisk spørgsmål.
Ved brug af ufuldkomne simulatorer viste to undersøgelser på mus, at knogler og muskelforløb i martens tyngdekraft kan være lige så alvorlige som det, der findes i tyngdekraften. Den første undersøgelse viste, at selv et miljø med 70 procent af jordens tyngdekraft ikke kunne forhindre muskel- og knogletab.
I den anden undersøgelse opdagede forskerne i det mindste et 20 procent knogletab i mus fra lavere tyngdekraften. Men husk, at disse undersøgelser kun er simuleringer. Indtil astronauter faktisk lander på Mars, vil der ikke være nogen måde for os at vide præcis, hvordan deres kroppe vil tilpasse sig lavere tyngdekraft.
8 Rocky Martian Terrain
Som Neil Armstrong opdagede under sin afstamning til Månens overflade var hans landingssted fuld af gigantiske stenblokke, der udgjorde en fare for hans landmand. Et lignende problem kan ske for astronauter, der lander på Mars overflade. De ville kun have en kort tid over et landingssted for at opdage og undgå farer som store klipper eller klitter.
Boulders eller skråninger kan medføre, at en landmand med landingsben falder over, når den rammer overfladen. Selv store funktioner i terrænet kan være vanskelige at se fra kredsløb, så missionærer kan potentielt savne dem.
Små skytter eller bakker kunne narre sensorer til at frigøre landeren fra sine faldskærme tidligere end planlagt eller forvirre automatiserede systemer med hensyn til landingshastighed. Chancerne for at en landmand vil mislykkes på grund af terrænproblemer er overraskende høje. En undersøgelse bragte muligheden så højt som 20 procent.
7 Diameter af lastbelastning
Ved udformningen af en bemandet Mars Lander kommer der et gentageligt teknisk problem op, diameteren af nyttelastets udfordring til raketen, som Mars Lander vil lancere. Selvom den største udvej er en kæmpe 8,4 meter (27,6 ft) diameter, har det været yderst vanskeligt for NASA at tilpasse en nyttelastning til design af en bemandet Mars lander.
Den stive varmeskærm, der er nødvendig for at beskytte en tung nyttelast, er for stor til at passe ind i nyttelasten. Så NASA skal bruge en oppustelig varmeafskærmningsteknologi, der er eksperimentel på dette tidspunkt.
Ved hjælp af eksisterende designs til et Mars mission, ville NASAs mindste lander være ekstremt trangt i 8,4 meter fairing. Enhver af NASAs større landingsfolk ville ikke passe i fairing.
Selvom NASA bruger den mindste landmand, skulle de nødt til at lave akavede redesigner, der omfatter at dreje en Mars-rover til astronauterne på hovedet og omlægge brændstoftanke. Størrelsen af fairing kan ikke øges, fordi det ville destabilisere raketen.
6 supersonisk retropropulsion
Supersonisk retropropulsion kan være en måde at bremse en Mars lander under sin endelige nedstigning til planetens overflade. Dette indebærer at skyde raketter i kørselsretningen, mens rumfartøjet stadig går hurtigere end lydens hastighed.
I den tynde martianske atmosfære er supersonisk retropropulsion et must. Men at skyde raketter på supersonisk fart kunne skabe chokbølger, der beskadiger en Mars lander. NASA har næsten ingen erfaring med denne procedure, hvilket yderligere komplicerer sin chance for succes.
Der er tre hovedproblemer med denne teknik. For det første kan samspillet mellem luftstrømmen og raketudstødningspluden ryste landeren fra hinanden. For det andet kan varmen fra raketudstødningen opvarme Mars lander. For det tredje kan det være svært at holde landeren stabil, mens retro-raketten ilden.
Selvom småskalaundersøgelser i vindtunneler er blevet gennemført, er der brug for en omfattende serie af større tests ved hjælp af ægte hardware.Dette er et dyrt, langsigtet forslag.
Men NASA kan have en anden måde at undersøge supersonisk retropropulsion på. Det for nylig observeret en test fra SpaceX at returnere sin første fase til jorden, hvilket gav værdifulde data.
5 Statisk elektricitet
Kender du de chok, du får, når du rører ved en dørknop eller en anden metalobjekt? Det er kun irriterende for os på Jorden. Men på Mars kunne statisk elektricitet forårsage alvorlige problemer for vores astronauter.
På jorden skyldes de fleste statiske udledninger gummiskoens isolerende egenskaber. På Mars, ville det isolerende stof være jorden af Mars selv. Bare ved at gå rundt på Mars, kunne en astronaut akkumulere en statisk ladning, der er stærk nok til at stege delikat elektronik, hvis han forsøgte at åbne luftlåse eller røre uden for rumfartøjet.
Martian jord er fint og tørt, hvilket gør det til et ideelt isoleringsmateriale. Jorden er op til 50 gange så god som støv på jorden. Som astronauten gik rundt, ville jorden samle sig på sin kulør. Da Martian vinden blæste den af, ville astronauten akkumulere en stigende elektrisk ladning.
Mars-roverne bruger ultrafine nåle til at bløde af denne elektriske ladning. Men en bemandet Mars mission ville kræve isolerende plads dragter til at beskytte astronauterne og udstyr.
4 Start køretøjets tilgængelighed
Space Launch System (SLS) er den største lanceringsraket i udvikling i overskuelig fremtid. Det bliver den raket der lofter en bemandet mission til Mars stykke for stykke.
Under de nuværende NASA-planer vil der kræves et dusin SLS-raketter til en bemandet mission til Mars. Men den nuværende grundinfrastruktur, der understøtter SLS, er blevet fjernet til sine mindstekrav: et anlæg til raketmontering, en massiv crawler til at transportere raket til launchpad og en launchpad.
Hvis selv en af disse komponenter bryder sammen, kan det medføre betydelige problemer for tilgængeligheden af lanceringen. Denne tilgængelighed flaskehals kan udgøre flere farer for en bemandet Mars mission.
For eksempel vil forsinkelser i samling og kontrol af den massive SLS have en væsentlig indflydelse på lanceringsplanen. Så kan problemer som dagligdags som vejr eller mindre tekniske problemer.
Derudover kræver orbital docking til samling af et rumfartøj i Mars, at raketen skal lanceres inden for en bestemt periode ("lanceringsvinduet"). Gunstige muligheder for Mars-bundet skibe til at forlade Jordens kredsløb er også begrænsede.
Forskere har udviklet lanceringsmodeller ved hjælp af historiske data om tilgængelighed for rumfærge. De viser, at NASA ikke kan være sikker på, at SLS-raket vil kunne lancere inden for bestemte lanceringsvinduer, hvilket potentielt truer eventuelle Mars-missionplaner.
3 Giftig Martian Soil
I 2008 lavede NASA's automatiske Phoenix-probe en uhyggelig opdagelse: Det fandt perchloratsalte på Mars-overfladen. Selv om disse toksiske stoffer har industrielle anvendelser, kan de forårsage problemer med skjoldbruskkirtlen ved meget små doser.
På Mars udgør perchlorater mindst 0,5 procent af jorden, en giftig mængde for mennesker. Når astronauterne går rundt og sporer jord i deres levesteder, vil de ikke være i stand til at undgå at blive forurenet med perchlorater.
Ved hjælp af teknologi, der stammer fra farlige minedrift på Jorden, kan dekontamineringsprocedurer i nogen grad afhjælpe problemet. Men drastiske ændringer i sundhedsproblemer kan stadig opstå, da skjoldbruskkirtlen er forstyrret.
Perchlorater har også været forbundet med forskellige blodforstyrrelser. Forskere har imidlertid ikke gjort meget forskning om virkningerne af perchlorater på menneskekroppen, hvilket gør de langsigtede konsekvenser svære at forudsige.
Astronauter må muligvis tage kunstige hormoner for at holde deres stofskifte funktionsdygtige, da de bryder med de langsigtede virkninger af perchlorateksponering.
2 Langtidsopbevaring af raket brændstof
Rocket brændstof er forpligtet til at tage os til Mars og tilbage. De mest effektive raketbrændstoffer, der i øjeblikket er i brug, er flydende hydrogen og flydende ilt, som er kryogene drivmidler.
Disse brændstoffer skal fryses til opbevaring. Men selv med omfattende forberedelse undgår hydrogen stadig fra brændstoftanke med en hastighed på 3-4 procent af den samlede mængde hver måned. Det ville være en katastrofe, hvis astronauterne på Mars fandt ud af, at de ikke havde nok brændstof til at komme hjem.
Astronauter må måske holde de kryogene drivmidler kogende i flere år, da de fuldfører deres mission på den røde planet. Yderligere brændstof kunne fremstilles på Mars, men at holde brændstoffet kølet ville kræve isolering og elektriske kølere. Flyvninger til test af langvarig lagringsteknologi vil blive påkrævet, før nogen astronauter går på missioner til Mars.
1 Romances And Breakups
På en lang rejse i et begrænset rum er romancer mellem astronauter helt mulige. I slutningen af dagen har mennesker brug for fysisk kontakt og intimitet. Men mens det lyder sødt og romantisk, kan det også ende op dårligt.
I 2008 blev en gruppe mennesker låst i et trangt miljø i lang tid for at simulere en mission til Mars. Begivenheder spirede ude af kontrol, da en af de foregående astronauter blev foruroliget over, at hans astronauts kæreste nægtede at have sex med ham og spiste mere tid sammen med en tredje astronaut.
Stresset og træt snappede den første astronaut og gav den tredje astronaut en brudt kæbe. Hvis dette havde været en ægte mission, ville denne adfærd have været yderst skadelig for missionen.
Desværre forsøger NASA ikke engang at håndtere disse muligheder.Ifølge en nylig rapport fra National Academy of Sciences, har NASA ikke undersøgt spørgsmålet om seksuelle relationer på missioner til Mars og de personlighedstyper, som i bedste fald kunne komme sammen med hinanden i trange kvartaler.