Zamršena logistika slanja ljudskih istraživača na Mars

Otkad su ljudi gledali u zvijezde, sanjali smo o tome da se odvažimo i posjetimo ta daleka mjesta. I nijedno mjesto nije bilo meta više nagađanja od Marsa. Sada smo konačno na mjestu gdje bi san o kročenju ljudske noge na drugu planetu mogao postati stvarnost za našeg života.

Razumijemo tehnologiju koja nam je potrebna za slanje ljudi na Mars, a imamo i iskustvo slanja robotskih misija tamo. Dakle, kada ćemo napraviti sljedeći veliki skok i poslati misiju s posadom na drugi planet po prvi put? I što će biti potrebno da se to dogodi?

Razgovarali smo sa svemirskim stručnjakom Michaelom Hechtom s Massachusetts Institute of Technology, veteranom Laboratorija za mlazni pogon i glavnim istraživačem MOXIE instrument za proizvodnju kisika na roveru Perseverance, kako bismo razumjeli kako stižemo sa Zemlje na Mars — i kako ćemo prvi put spustiti čizme na zemlju vrijeme.

Uvijek 15 godina daleko

Uz nedavni nalet zanimanja za istraživanje Marsa, čini se da smo bliže nego ikad prije dovođenju ljudi na površinu planeta. A opet, to je i cilj za koji se stalno čini da je nedostižan.

Nakon misija Apollo 1960-ih i 1970-ih, mnogi svemirski entuzijasti pretpostavili su da ćemo nastaviti dosezati i istraživati, te prijeći na sljedeću metu za istraživanje: Mars. Ali interes javnosti je oslabio, podrška Apollu je presušila i ljudi od tada nisu napuštali Zemljinu orbitu.

U proteklim desetljećima, mnogi su nagađali da će ljudi kročiti na Mars za samo 15 godina; da ćemo neizbježno uskoro završiti na crvenom planetu. Ali konkretan, ozbiljan plan misije za slanje ljudi na Mars još se nije ostvario.

Sada imamo tehnologiju za provedbu misije na Mars s posadom, a interes za tu temu raste. Ali Hecht tvrdi da se svemirska zajednica i mi kao vrsta u cjelini tek trebamo ozbiljno financijski i praktično posvetiti kako bismo stvarno ostvarili misiju. Kad bismo se odlučili na ovo, mogli bismo. Ali moramo preuzeti tu obvezu.

"Mogli smo krenuti za Apollom", rekao je Hecht. “Bilo bi teško i bilo bi opasno. Ali sada to možemo učiniti sigurnije. Mogli smo ići tada, a možemo ići i sada.”

Jedna čarobna točka u ciklusu

Kada pokušavate zamisliti kako bi mogla izgledati misija na Mars s posadom, zapravo postoji samo jedan praktičan način da stignete odavde do tamo. Zbog Marsove orbite oko Sunca, tamo godina traje nešto manje od dvije zemaljske. Uzimajući u obzir vrijeme putovanja, to znači da ako želite putovati sa Zemlje na Mars, postoji jedno razdoblje u ciklusu od 26 mjeseci kada to je putovanje najlakše: kada su dva planeta blizu i raketa se može poslati u ono što se zove Hohmannov prijenos orbita.

"Postoji jedno čarobno mjesto u tom ciklusu od 26 mjeseci", objasnio je Hecht. Kada se raketa lansira sa Zemlje u pravo vrijeme, ona može presjeći Marsovu orbitu u isto vrijeme kada to čini Mars. "To je kao mijenjanje trake na autocesti."

Iako je moguće poslati letjelicu na Mars koristeći druge orbite, to je teže i opasnije, a i puno skuplje. Dakle, ovaj ciklus od 26 mjeseci stavlja praktičnu granicu kada možemo slati misije na Mars. To je razlog zašto misije na Mars često pokreću otprilike u isto vrijeme, poput tri svemirske letjelice koje su lansirane u ljeto 2020. - NASA-in rover Perseverance, kineska misija Tianwen-1 i misija Hope iz UAE.

I postoji jednaka prilika da se vratite u drugom smjeru. Ovo postavlja pragmatičan okvir oko toga kako će izgledati misija na Mars s posadom: putovanje od šest ili sedam mjeseci od Zemlje do Marsa, nešto više od godinu i pol dana na površini, a dolazi još šest ili sedam mjeseci leđa. To je ukupno otprilike trogodišnja misija.

Duža misija nego što smo navikli

Ta trogodišnja duljina misije postavlja izazove, jer je to duža misija nego što smo navikli slati ljude. Misije na Mjesec trajale su samo nekoliko dana, a rotacije posade na Međunarodnoj svemirskoj postaji obično traju između šest mjeseci i godinu dana.

Boravak ljudi na površini Marsa oko 18 mjeseci daje im priliku za ozbiljnu znanost i istraživanje, ali nosi i mnogo veći rizik. Ako postoji problem na misiji na Mars, bit će izuzetno teško - ako ne i nemoguće - poslati pomoć ili zalihe sa Zemlje. Ako nešto pođe po zlu, astronauti će biti sami.

"Nitko tko je tome blizu ne gaji iluzije da je sigurno", rekao je Hecht. Od prijetnja zdravlju izloženosti zračenju na rizike tijekom lansiranja i slijetanja na probleme koji se javljaju provesti godinu i pol u skučenim uvjetima gdje ne možete van bez svemirskog odijela: "To je riskantan pothvat."

Zato je fokus planiranja misije s posadom postavljanje što više bitne opreme prije nego što itko napusti Zemlju. Kako biste smanjili rizike za astronaute, poslali biste strojeve i opremu na planet tijekom prethodnog prozora u ciklusu od 26 mjeseci kako bi bio spreman za dolazak astronauta. Morate biti sigurni da su najosnovnije potrebe astronauta, poput kisika i vode, već zadovoljene.

Hechtov MOXIE projekt jedan je primjer vrste tehnologije koja bi omogućila misiju na Mars s posadom i smanjila rizike. To je način proizvodnje kisika iz obilja ugljičnog dioksida u atmosferi Marsa, i to malog verzija tehnologije trenutno je unutar rovera Perseverance i imala je nekoliko uspješnih pokreta već. Veća verzija ove tehnologije mogla bi biti poslana na Mars zajedno s velikim spremnikom kisika, koji bi se mogao napuniti kisikom spreman za dolazak posade na Mars.

Mjesec do Marsa?

NASA se planira vratiti ljudskom istraživanju svemira s nadolazećim misijama Artemide na Mjesec, a Agencija dosljedno tvrdi da je jedan od razloga putovanja na Mjesec priprema za misiju s posadom Mars.

Kao što je bivši NASA-in administrator Jim Bridenstine rekao u nedavnom izvješću, “NASA je uvijek bila usmjerena na ljudsko istraživanje Marsa. Sada kada se ljudi vraćaju na Mjesec za četiri godine kako bi uspostavili održivo istraživanje Mjeseca Na kraju desetljeća, možemo jasno vidjeti da je Mjesec kritična odskočna daska do crvenog planeta. Naučiti živjeti i raditi na Mjesecu dovest će nas sve bliže i bliže našem sljedećem golemom skoku dok tražimo život dalje u Sunčevom sustavu.”

Međutim, koliko su točno misije na Mjesec analogne misijama na Mars predmet je rasprave u svemirskoj zajednici. Neki tvrde da će svako ljudsko istraživanje svemira pomoći u izgradnji znanja, tehnologija i postupaka koji će biti od koristi u budućim nastojanjima - to je ono što Astronaut Artemisa Kjell Lindgren rekao je za Digital Trends kad smo ga intervjuirali o ciljevima misija Artemis.

Ali drugi, poput Hechta, skeptični su oko toga koliko možete naučiti o misiji na Mars odlaskom na Mjesec. "Iskreno, borim se da pronađem zajedničke točke između njih dvoje", rekao je Hecht. Istaknuo je razlike između Marsa i Mjeseca u pogledu trajanja putovanja, gravitacije i okruženja prašine koje s kojima će se astronauti susresti, prisutnost ili odsutnost atmosfere i kako to utječe na slijetanje, te resurse koji su dostupno. "Jednostavno to ne vidim kao odskočnu dasku."

Kad je riječ o Marsu, Hecht je rekao: “Mislim da ne vježbate odlaskom negdje drugdje. Ali razumijem stajalište ljudi koji kažu da nam odlazak bilo gdje - bez obzira radi li se o asteroidu ili Mjesecu - daje iskustvo u radu izvan Zemlje."

Nije da su ljudi koji su za misiju na Mars protiv posjeta Mjesecu - zagovornici istraživanja svemira općenito podržati više misija svih vrsta — ako želimo putovati na Mars, trebali bismo se usredotočiti na Mars i njegovu jedinstvenu izazovi.

McMurdo postaja za crveni planet

Puno se priča o futurističkim gradovima na Marsu i o slanju stotina ili čak tisuća ljudi da tamo žive dugoročno. Ali malo je vjerojatno da će se te nategnute ideje dogoditi u skorije vrijeme. Umjesto toga, realističnija bi vizija bila znanstvena istraživačka ispostava, poput baze McMurdo na Antarktiku, s nekolicinom astronauta koji tamo provode vrijeme u 18-mjesečnim smjenama.

Bilo bi izvedivo postaviti prvu misiju s posadom na Mars u roku od 20 do 25 godina i tamo postaviti istraživačku ispostavu u sljedećim desetljećima.

Iako bi bilo moguće da takvu misiju planira i izvrši jedna zemlja, mogla bi postojati snažnija misija ako su uključene različite zemlje. Trenutno NASA blisko surađuje s drugim svemirskim agencijama poput Europske svemirske agencije (ESA) i Japana Svemirska agencija (JAXA), ali postoji raskol između SAD-a i jednog od najvećih igrača u svemirskim misijama: Kine. Još uvijek nije jasno hoće li te različite agencije biti voljne raditi zajedno na budućoj misiji na Mars.

“Nadajmo se da ta prva misija [na Mars] neće uključivati ​​samo NASA-u i ne samo Sjedinjene Države,” rekao je Hecht, “Nadajmo se da će uključiti i Kinu, tako da neće biti samo jedna točka neuspjeha. Nastavit će se ako jedan partner odluči otići negdje drugdje.”

U projekt neće biti uključene samo vladine agencije. Tvrtke poput SpaceX-a, Blue Origin-a i Boeinga sve su uvelike uključene u svemirske misije, a vi može očekivati ​​da će biti uključeni kao podizvođači ili čak voditelji projekata u budućim misijama na Mars kao dobro.

Zašto ići na Mars?

Kad god dođe do teme misije s posadom na Mars, uvijek ima ljudi koji prigovaraju vremenu i vremenu novac koji bi takav pothvat zahtijevao i tvrde da bi taj novac bilo bolje potrošiti na rješavanje problema ovdje Zemlja. I nedvojbeno, posebno u posljednjih godinu dana, vidjeli smo pukotine u sustavima koji bi trebali podržati osnovne potrebe mnogih, poput stanovanja, obrazovanja i zdravstvene zaštite.

No, ističe Hecht, ne trošimo novac samo na ispunjavanje osnovnih životnih zahtjeva. Opisao je kako je bjesomučno pokušavao skupiti milijun dolara za postavljanje nove znanstvene opreme na Mars i kako je uključivao TV da vidi reklame koje su se prikazivale tijekom Super Bowla. Cijena svakog spota od 30 sekundi mogla bi višestruko platiti njegov dio opreme.

"Trošimo novac na svakakve glupe stvari poput reklama za Super Bowl", rekao je. “A jako puno njih ima veze s našim osobnim uživanjem u životu i ispunjenjem - bilo da se radi o sportu, bilo da se radi o knjižnicama, bilo da je riječ o umjetnosti, bilo da je riječ o glazbi, bilo da je riječ o parkovima. Bili bismo prilično jadna isprika za jedno društvo kada bi jedina stvar na koju bismo trošili novac bila hrana i sklonište.”

Kada je riječ o istraživanju svemira, imamo priliku poučavati i inspirirati te, možda najvažnije od svega, razumjeti više o svemiru i našem mjestu u njemu. Ako želimo odgovoriti na neka od najvećih pitanja u životu: odakle smo došli i jesmo li sami u svemiru — tada se moramo odvažiti izvan našeg planeta i istraživati.

Što učimo iz istraživanja

Mnogi zagovornici istraživanja Marsa tvrdit će da bismo trebali putovati na Mars jer postoje određene stvari koje tamo možemo naučiti o Zemlji. Od studiranja neke od najstarijih stijena u Sunčevom sustavu naučiti o nastanku Zemlje za proučavanje klima da bismo dobili uvid u goruće pitanje klimatskih promjena, postoje mnogi načini na koje bi otkrića napravljena na Marsu mogla poboljšati život ovdje na Zemlji.

Ali za Hechta, pokušaj opravdanja svemirskih misija na ovaj način “kosi se s poviješću. U smislu da da, uvijek je bilo tih opipljivih koristi [od istraživanja]. Ali nismo bili dobri u njihovom predviđanju. To je ono što je divno u vezi toga. Odete i istražite negdje novo i naučite nešto što niste očekivali."

Jednostavno ne znamo što ćemo otkriti s Marsa dok ne odemo tamo. To je uvijek vrijedilo za znanstvena otkrića - od slučajnih otkrića penicilina ili X-zraka do načina na koji tehnologija razvijena za misije na mjesec Apollo dovesti do boljih strojeva za dijalizu bubrega i poboljšane zaštitne opreme za vatrogasce.

A osim pragmatičnih prednosti razvoja tehnologija i znanstvenog znanja, postoji dublji poticaj za istraživanje. “Težnja za znanjem ono je što nas čini ljudima”, rekao je Hecht.

“Radimo ovo otkad smo prvi put udarili o dva kamena. Težimo znanju. I istraživanje novih mjesta — zato ne postoji kutak na zemaljskoj kugli gdje ljudska bića nisu kročila, uključujući i dno oceana. To je ono što mi radimo.”

Preporuke urednika

• Kozmičke komunikacije: Kako će prvi ljudi na Marsu komunicirati sa Zemljom
• Astropsihologija: Kako ostati zdrav na Marsu
• Elektrane na drugim planetima: Kako ćemo proizvoditi električnu energiju na Marsu
• Žetva hidratacije: Kako će budući doseljenici stvarati i skupljati vodu na Marsu
• Astropoljoprivreda: Kako ćemo uzgajati usjeve na Marsu