Glemt på Mars måtte Matt Damon i Hollywood-suksessen "The Martian" takle mange vanskeligheter på egen hånd for å overleve på den røde planeten. Imidlertid, i det virkelige liv, må du kjempe for akkurat dette livet lenge før du faktisk kommer til Mars selv. Faktisk, i tillegg til stråling, psykologiske og fysiske problemer forbundet med et langt opphold i verdensrommet, vil en person måtte møte andre tester under reelle flyreiser til Mars. La oss se på de mest åpenbare.
Lengre marsdag
En marsdag er bare omtrent 40 minutter lenger enn på jorden. Og selv om du ved første øyekast tvert imot kan være glad for at du vil ha så mye som 40 minutter mer hver dag, kan dette faktisk vise seg å være et veldig alvorlig problem, siden en persons daglige biologiske rytme er designet i 24 timer. Ytterligere 40 minutter hver dag på Mars vil snart føre til at personen utvikler jetlag, som igjen vil manifestere seg i form av konstant utmattelse og dårlig helse.
NASAs romfartsoperatører har allerede opplevd alle "gleder" ved dette syndromet, ettersom de måtte jobbe i samsvar med Martian-tiden, så snart en av de første roerne som ble sendt til Mars begynte sitt daglige arbeid på Red Planet. Alle ansatte på Sojourner-romoppdraget til Mars, for eksempel, holdt seg til samme tid som roveren måtte jobbe. Etter en måned med en så travel tidsplan, fikset operatørene ut.
For påfølgende Martian-rovere var NASAs kontrollsenter i stand til å holde til Martian-tiden i tre måneder, men ved slutten av oppdraget var arbeiderne fremdeles veldig slitne. Basert på observasjoner har forskere funnet ut at en person er i stand til å feste seg til Mars tid bare i korte perioder. Astronauter, som vil måtte være på Mars i flere måneder, vil aldri kunne komme seg ut av rammen av Martian tid.
Tidligere studier av søvnproblemer viste at menneskekroppen har en naturlig 25-timers biologisk rytme, men som det viste seg senere, var resultatene fra disse studiene ukorrekte. Etter at det ble gjort nye observasjoner, var det ingen av deltakerne som var i stand til å tilpasse seg Mars tid.
Salgsfremmende video:
Redusert tyngdekraft
Til tross for muligheten for å simulere romfart til Mars ombord på den internasjonale romstasjonen ved et langt opphold på den, er effekten av langvarig eksponering av menneskekroppen for Mars-tyngdekraften (38 prosent av jordens) fortsatt et mysterium for forskere. Vil langvarig eksponering for denne delvise tyngdekraften bevare integriteten til muskel- og skjeletttettheten? Og hvis ikke, hvordan håndtere det? Med tanke på at på en hvilken som helst flytur til Mars, vil en person måtte tilbringe mange måneder i en lukket blikkbok, er det viktig å finne svar på disse spørsmålene.
I mindre enn ideelle simuleringer, viste to studier på mus at tap av bein og muskler under tilstander av Mars-tyngdekraften ikke kan være ensbetydende med ingen tyngdekraft i det hele tatt. Den første studien fant ut at selv å være i et miljø med 70 prosent jordens tyngdekraft ikke ville forhindre tap av muskler og bein.
I en andre studie fant forskerne at mus mistet minst 20 prosent av skjelettmassen i miljøer med lav tyngdekraft. Det må imidlertid huskes at alle disse studiene er basert på simuleringer. Inntil astronauter faktisk lander på Mars, vil det være umulig å vite de sanne virkningene av redusert tyngdekraft på kroppene deres.
Hård Marsoppflate
Det første Neil Armstrong regnet ut etter å ha tråkket på månens overflate var at landingsområdet bokstavelig talt var dekket av store steinblokker som utgjorde en fare for landmannen hans. Et lignende problem kan oppstå for astronauter som vil lande på Mars. De vil ha veldig lite tid til å identifisere og unngå å treffe lander på slike brostein eller sandsteiner. Bergarter og forskjellige bakker kan føre til at Mars-lander velter. Faktum er at til og med veldig store endringer i overflatenes planet kan være veldig vanskelige å oppdage fra bane, så folk som vil lage landingsplaner kan ganske enkelt ved et uhell gå glipp av slike endringer.
Små sprekker og fordypninger kan også lure sensorene, noe som igjen kan føre til utløsende fallskjermer eller landingsben, samt feil automatisk beregning av landingshastighet. Sjansene for at lander kan bli utsatt for en katastrofe på grunn av et feilanalysert landingssted er overraskende svært høye. En studie fant at disse sjansene er omtrent 20 prosent.
Rakettnese fairing størrelse
I utviklingen av en bemannet Mars-landingsmodul oppstår det et alvorlig teknisk problem nesten øyeblikkelig - diameteren på nesehylsen til raketten som denne Mars-modulen skal lanseres på. Til tross for at den nåværende diameteren til den største festningen er 8,4 meter, vil det være veldig vanskelig å matche størrelsen til utformingen av en bemannet Mars-lander.
Det beskyttende varmeskjoldet som trengs for å beskytte den tunge belastningen, vil da være for stort til å passe under tetningen. Derfor vil det i dette tilfellet mest sannsynlig være nødvendig å bruke den oppblåsbare varmeskjoldsteknologien, hvis utvikling foreløpig bare er på forsøksstadiet.
Å bruke den nåværende radomdesignen til et Mars-oppdrag ville kreve en mye mer kompakt lander som vil passe til radomen på 8,4 meter. Eventuelle større moduler passer rett og slett ikke.
Selv om det blir besluttet å bruke en mer kompakt lander, vil designen, sannsynligvis på grunn av slike tekniske begrensninger, måtte gjøres om. For eksempel må vi resirkulere ikke bare astronautene, men også drivstofftankene til modulen. Størrelsen på selve festet kan ikke endres, fordi dette destabiliserer utskytningsbilen.
Supersonic TDU
En av de viktigste måtene å redusere hastigheten på Mars-landingsmodulen for myk dokking med Marsoverflaten er et supersonisk bremsedrivsystem (TSP). Essensen ligger i bruken av jetmotorer rettet mot bevegelsen for å redusere apparatet fra supersoniske hastigheter.
Bruken av en supersonisk TDU i den tynne sjeldne atmosfæren til Mars er et must. Å starte supersoniske motorer kan imidlertid skape en sjokkbølge som kan skade Mars-lander. NASA har for eksempel liten erfaring med slike prosedyrer, som igjen reduserer sjansene for at hele oppdraget skal lykkes.
Denne teknologien har tre problematiske aspekter. For det første kan samhandlingseffekten mellom luftstrøm og motorens avgasser bokstavelig talt dele opp landeren i to. For det andre kan varmen som genereres av eksosen fra det brukte rakettdrivstoffet varme opp landeren. For det tredje kan det være en veldig skremmende oppgave å opprettholde landerens stabilitet ved lansering av supersoniske TDU-er.
Til tross for tidligere småskala vindtunneltesting av slike TDE-er, er det mange fullskala-tester som kreves for å bestemme påliteligheten til et slikt system. Dette er en veldig kostbar og tidkrevende oppgave. Imidlertid kan den samme NASA også ha en alternativ (indirekte) versjon av testing av slike systemer. Det amerikanske private selskapet SpaceX prøver aktivt å utvikle en gjenbrukbar rakett som bruker et lignende landingsprinsipp. Og det skal bemerkes at det er suksesser i denne retningen.
Statisk elektrisitet
Ja, ja, den samme som får håret til å stå på slutten, eller et lite elektrisk støt når du berører noe. Her på jorden kan statisk elektrisitet være gjenstand for forskjellige vitser og pranks (selv om det under jordforhold også kan være farlig), men på Mars kan statisk elektrisitet bli til alvorlige problemer for astronauter.
På jorden skyldes de fleste statiske utladninger isolasjonsegenskapene til gummibasene på skoene vi bruker. På Mars vil overflaten til selve Mars tjene som det isolerende materialet. Selv bare å gå over Marsoverflaten, kan en astronaut bygge opp nok statisk elektrisitet til å brenne elektronikk, for eksempel en luftsluse, bare ved å berøre skipets ytre metallskall.
Det særegne og tørre på Marsoverflaten gjør det til et utmerket isolasjonsmateriale. Partikler på Marsoverflaten kan være opptil 50 ganger mindre enn støvpartikler på jorden. Når du går på den, vil en viss mengde samles på astronautenes støvler. Når marsvinden blåser av den, vil skoene hans bygge opp nok ladning til å forårsake et lite elektrisk støt, som under slike forhold kan være nok til å begrave hele oppdraget.
Martian-roverne, som nå jobber på den røde planeten, bruker spesielle tynneste nåler som slipper ut ladningen i atmosfæren og forhindrer at den treffer elvenes elektronikk. Når det gjelder bemannede oppdrag til Mars, vil spesielle romdrakter være nødvendige for å beskytte både astronautene og utstyret de vil bruke.
Egnet booster
Space Launch System (SLS) er for tiden det største utskytningsbilen i utvikling og forventes brukt i løpet av en nær fremtid. Det er denne raketten som Vesten planlegger å bruke til bemannede oppdrag til Mars.
NASAs nåværende planer krever et titalls SLS-raketter for ett bemannet oppdrag til Mars. Imidlertid oppfyller den nåværende bakkeinfrastrukturen for SLS-sjøsetting de nødvendige betingelsene bare i minimale parametere: det er nødvendig å ha minst ett rom for montering av raketten, en gigantisk transportør for å levere raketten til sjøsatsen og en sjøsetting.
Hvis til og med en av disse komponentene bryter sammen eller svikter, vil det være alvorlige bekymringer for tilgjengeligheten av det nødvendige skytebilen, som igjen vil stille spørsmål ved selve muligheten for et bemannet oppdrag til Mars.
For eksempel kan eventuelle forsinkelser forbundet med å sette opp og validere alle SLS-systemer gjøre store endringer i oppstartplanene. Mindre betydningsfulle tekniske problemer og til og med værforhold kan skape de samme problemene.
I tillegg krever dokkingen i bane som kreves for å sette sammen et romskip for å gå til Mars, samsvar med det såkalte utskytningsvinduet, det vil si tiden innen hvilken raketten blir skutt. I tillegg krever utsetting av et romskip til Mars direkte fra jordens bane også samsvar med en viss tidsramme. Forskere har utviklet hele lanseringsmodeller basert på historiske data om tidlig skyttelansering. De viser en mangel på tillit til at SLS-raketten vil være tilgjengelig ved et visst oppskytningsvindu, som igjen også kan få slutt på ethvert bemannet oppdrag til Mars.
Giftig marsjord
I 2008 gjorde NASAs robotsonde et historisk funn. Det er funnet perklorater på overflaten av Mars. Til tross for at disse giftige reagensene har funnet veien til industriell produksjon, kan de forårsake alvorlige problemer med skjoldbruskkjertelen hos mennesker, selv når de brukes i små mengder.
På Mars er konsentrasjonen av perklorater i jorda 0,5 prosent, noe som allerede er veldig farlig for mennesker. Hvis astronauter bringer disse reagensene inn i deres Martianboliger, vil over tid sikkert forurensning skje og deretter forgiftning.
Saneringsprosedyrer som vanligvis brukes i gruveindustrien, kan bidra til å redusere sannsynligheten for forurensning til en viss grad. Imidlertid vil det ikke være mulig å bli kvitt problemet helt i forhold til Mars, og derfor vil astronauter før eller siden forvente problemer med skjoldbruskkjertlene.
I tillegg er forgiftning med perklorater i kroppen assosiert med forskjellige sykdommer i sirkulasjonssystemet. Det er sant at forskere i denne retningen ennå ikke har kommet langt, og derfor er det ennå ikke blitt kjent med belysningen av alle effektene av perklorater på menneskekroppen. Derfor er det vanskelig å forutsi konsekvensene av å være på den røde planeten på lang sikt.
Det er sannsynlig at astronauter konstant må ta kunstige hormoner for å opprettholde stoffskiftet for å bekjempe effekten av langsiktig eksponering for perklorater.
Langtidslagring av rakettdrivstoff
Vi trenger rakettdrivstoff for å fly til Mars og tilbake. Stor drivstoffforsyning. Det mest effektive rakettbrenselet for øyeblikket er kryogent drivstoff, som er flytende hydrogen og oksygen.
Dette drivstoffet må kjøles kontinuerlig under lagring. Selv med maksimal forberedelse skjer det ifølge statistikk 3-4 prosent hydrogellekkasje månedlig fra drivstofftanker. Hvis astronauter allerede på flukt finner ut at drivstofftankene deres ikke har nok drivstoff til hjemveien, vil du - forstår det selv - oppstå en fullstendig katastrofe.
Astronauter må overvåke avkokingen av kryogent drivstoff i flere år til deres oppdrag på den røde planeten finner sted. Ytterligere drivstoff kan produseres direkte på selve Mars, men lagring og kjøling av det krever installasjon av spesielle kjølere, som igjen krever strøm for å fungere. Derfor, før vi starter et oppdrag til Mars, må vi gjennomføre mange langsiktige tester av drivstofflagringsteknologier for å sikre at vi har nok drivstoff under alle omstendigheter.
Kjærlighet og uenigheter
I rammen av langvarige romflyvninger kan ingen gi avkall på fremveksten av et romantisk forhold mellom mannskapets medlemmer. Ved slutten av en vanskelig arbeidsdag er det mange som trenger psykologisk og fysisk avslapning, som bare er et kjærlighetsforhold. Og mens det ved første øyekast alt høres søtt og romantisk ut, i praksis i verdensrommet, kan denne typen forhold være veldig dårlig for hele oppdraget.
I 2008 deltok en gruppe mennesker i et eksperiment. Det lange oppholdet i et lukket rom ble brukt som en simulering av en flyreise til Mars. Hendelsene i eksperimentet spiret ut av kontroll på et tidspunkt da en av "astronautene" var veldig opprørt over at kjæresten hans nektet å ha sex med ham og valgte en tredje astronaut i stedet. Å være i en tilstand av konstant stress og tretthet, den første astronauten på et tidspunkt kunne ikke tåle det, og det hele endte med en ødelagt kjeve av den tredje astronauten. Hvis dette ikke var et eksperiment, men et virkelig romoppdrag, ville slik oppførsel alvorlig stille spørsmål ved dens suksess.
Dessverre prøver ikke NASA en gang å vurdere alle disse mulighetene. I følge en fersk rapport fra Det amerikanske vitenskapsakademiet undersøkte NASA ikke spørsmålene om mulige seksuelle forhold i romoppdrag til Mars, og behandlet heller ikke spørsmålene om mulig kompatibilitet av psykotyper av mennesker i langvarige romoppdrag.
