הלוגיסטיקה המסובכת של הצבת חוקרים אנושיים על מאדים

כל עוד בני האדם הסתכלו אל הכוכבים, חלמנו לצאת החוצה ולבקר במקומות הרחוקים האלה. ואף מקום לא היה יעד לספקולציות יותר מאשר מאדים. עכשיו, אנחנו סוף סוף במקום שבו החלום של בני אדם לדרוך על כוכב אחר יכול להפוך למציאות במהלך חיינו.

אנחנו מבינים את הטכנולוגיה הדרושה לנו כדי לשלוח בני אדם למאדים, ויש לנו את הניסיון של שליחת משימות רובוטיות גם לשם. אז מתי ניקח את הקפיצה הענקית הבאה ונשלח בפעם הראשונה משימה עם צוות לכוכב אחר? ומה יידרש כדי שזה יקרה?

שוחחנו עם מומחה החלל מייקל הכט מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, ותיק במעבדת הנעת סילון וחוקר ראשי של מכשיר לייצור חמצן MOXIE על הרובר Perseverance, כדי להבין איך אנחנו מגיעים מכדור הארץ למאדים - ואיך נעלה מגפיים על הקרקע בפעם הראשונה זְמַן.

תמיד במרחק 15 שנים

עם שפע העניין האחרון בחקר מאדים, זה מרגיש כאילו אנחנו קרובים יותר מאי פעם להעלות אנשים על פני כדור הארץ. ועדיין, זו גם מטרה שכל הזמן נראה שהיא פשוט מחוץ להישג יד.

לאחר משימות אפולו של שנות ה-60 וה-70, חובבי חלל רבים הניחו שנמשיך להגיע ולחקור, ונמשיך אל היעד הבא לחקר: מאדים. אבל העניין הציבורי דעך, התמיכה באפולו התייבשה, ומאז בני האדם לא עזבו את מסלול כדור הארץ.

בעשורים שחלפו, רבים שיערו שכף רגלם של בני אדם על מאדים בעוד 15 שנים בלבד; שבהכרח נגיע לכוכב האדום בקרוב. אבל תוכנית משימה קונקרטית ורצינית להעלות אנשים על מאדים טרם יצאה לפועל.

יש לנו את הטכנולוגיה לגרום למשימת צוות של מאדים להתרחש עכשיו, ויש עניין גובר בנושא. אבל הכט טוען שקהילת החלל, ואנחנו כמין בכללותו, עדיין לא התחייבו כלכלית ופרקטית רצינית להגשים באמת משימה. אם החלטנו לעשות את זה, היינו יכולים. אבל אנחנו צריכים להתחייב.

"יכולנו לרדוף אחרי אפולו," אמר הכט. "זה היה קשה, וזה היה מסוכן. אבל אנחנו יכולים לעשות את זה יותר בטוח עכשיו. יכולנו ללכת אז, ואנחנו יכולים ללכת עכשיו".

נקודת קסם אחת במחזור

כשמנסים לדמיין איך עשויה להיראות משימת צוות של מאדים, יש באמת רק דרך מעשית אחת להגיע מפה לשם. בשל מסלולו של מאדים סביב השמש, שנה נמשכת שם קצת פחות משנתיים של כדור הארץ. אם אפשר זמן נסיעה, זה אומר שאם אתה רוצה לנסוע מכדור הארץ למאדים, יש תקופה אחת במחזור של 26 חודשים כאשר המסע הזה הוא הכי קל: כששני כוכבי הלכת קרובים וניתן לשלוח רקטה למה שנקרא העברה של הוהמן מַסלוּל.

"יש נקודת קסם אחת במחזור של 26 חודשים", הסביר הכט. כאשר רקטה משגרת מכדור הארץ בדיוק בזמן הנכון, היא יכולה לחצות את מסלולו של מאדים באותו זמן שמאדים עושה זאת. "זה כמו להחליף נתיבים בכביש המהיר."

למרות שניתן לשלוח כלי טיס למאדים באמצעות מסלולים אחרים, זה יותר קשה ומסוכן, והרבה יותר יקר. אז המחזור הזה של 26 חודשים שם גבול מעשי על מתי אנחנו יכולים לשלוח משימות למאדים. זו הסיבה שמשימות מאדים משגרות לעתים קרובות בערך באותו זמן, כמו שלוש החלליות ששוגרו בקיץ 2020 - רובר ההתמדה של נאס"א, משימת Tianwen-1 של סין ומשימת התקווה של איחוד האמירויות הערביות.

ויש הזדמנות שווה לחזור בכיוון השני. זה מציב מסגרת פרגמטית סביב איך תיראה משימת צוות של מאדים: מסע של שישה או שבעה חודשים מכדור הארץ למאדים, קצת יותר משנה וחצי על פני השטח, ועוד שישה או שבעה חודשים מגיעים חזור. זה בערך משימה של שלוש שנים בסך הכל.

משימה ארוכה יותר ממה שהורגלנו אליה

משך המשימה של שלוש שנים מציב אתגרים, מכיוון שזו משימה ארוכה יותר ממה שאנחנו רגילים לשלוח אליה אנשים. המשימות לירח נמשכו ימים ספורים בלבד, וסיבובי הצוות בתחנת החלל הבינלאומית נמשכים בדרך כלל בין שישה חודשים לשנה.

העובדה שיש אנשים על פני השטח של מאדים במשך כ-18 חודשים נותנת להם את ההזדמנות לעשות קצת מדע ומחקר רציני, אבל זה גם טומן בחובו הרבה יותר סיכון. אם יש בעיה במשימת מאדים, יהיה קשה מאוד - אם לא בלתי אפשרי - לשלוח עזרה או אספקה ​​מכדור הארץ. אם משהו ישתבש, האסטרונאוטים יהיו בכוחות עצמם.

"אף אחד שקרוב לזה לא נמצא באשליות שזה בטוח", אמר הכט. מ ה איום בריאותי של חשיפה לקרינה לסיכונים במהלך השיגור והנחיתה לבעיות שמתעוררות בהן לבלות שנה וחצי בתנאים צפופים שבו אתה לא יכול לצאת החוצה בלי חליפת חלל: "זה מיזם מסוכן."

זו הסיבה שהמוקד של תכנון משימת צוות הוא להשיג ציוד חיוני רב ככל האפשר לפני שמישהו עוזב את כדור הארץ. כדי למזער סיכונים לאסטרונאוטים, היית שולח מכונות וציוד לכוכב הלכת במהלך החלון הקודם במחזור של 26 חודשים, כך שהוא מוכן להגעת האסטרונאוטים. אתה צריך לוודא שהצרכים הבסיסיים ביותר של האסטרונאוטים, כמו חמצן ומים, כבר מסופקים.

פרויקט MOXIE של הכט היא דוגמה אחת לסוג הטכנולוגיה שתאפשר משימת צוות על מאדים ותפחית את הסיכונים שלה. זוהי דרך להפיק חמצן מהפחמן הדו-חמצני השופע באטמוספרה של מאדים, וקטן גרסת הטכנולוגיה נמצאת כעת בתוך הרובר Perseverance ועברו מספר ריצות מוצלחות כְּבָר. גרסה גדולה יותר של טכנולוגיה זו יכולה להישלח למאדים יחד עם מיכל חמצן גדול, שניתן למלא בחמצן מוכן להגעתו של צוות מאדים.

ירח למאדים?

נאס"א מתכננת לחזור לחקר החלל האנושי עם משימות ארטמיס הקרובות לירח, וה הסוכנות הצהירה בעקביות שאחת הסיבות לנסוע לירח היא להתכונן למשימת צוות כדי מַאְדִים.

כפי שהגדיר זאת מנהל נאס"א לשעבר, ג'ים ברידנסטין, בדו"ח האחרון, "נאס"א תמיד שמה לה על חקר האדם של מאדים. עכשיו עם בני אדם שחוזרים לירח בעוד ארבע שנים כדי לבסס חקר ירח בר קיימא על ידי ה בסוף העשור, אנו מסוגלים לראות בבירור שהירח הוא אבן דרך קריטית לכוכב הלכת האדום. הלמידה לחיות ולעבוד על הירח תקרב אותנו יותר ויותר לקפיצת המדרגה הענקית הבאה שלנו ככל שאנו מחפשים חיים רחוק יותר במערכת השמש."

עם זאת, עד כמה בדיוק משימות ירח מקבילות למשימות של מאדים הוא עניין של ויכוח בקהילת החלל. יש הטוענים שכל חקר חלל אנושי יעזור לבנות ידע, טכנולוגיות ונהלים שיועילו במאמצים עתידיים - זה היה מה אסטרונאוט ארטמיס Kjell Lindgren אמר ל-Digital Trends כשראיינו אותו על המטרות של משימות ארטמיס.

אבל אחרים, כמו הכט, סקפטיים לגבי כמה אתה יכול ללמוד על משימת מאדים על ידי יציאה לירח. "אני נאבק למצוא מאפיינים משותפים בין השניים, למען האמת", אמר הכט. הוא הצביע על הבדלים בין מאדים לירח במונחים של משך הטיולים, כוח המשיכה וסביבות האבק. אסטרונאוטים ייתקלו, נוכחות או היעדר אטמוספירה וכיצד זה משפיע על נחיתות, והמשאבים אשר זמין. "אני פשוט לא רואה בזה קפיצת מדרגה."

כשזה מגיע למאדים, הכט אמר, "אני לא חושב שאתה מתאמן בכך שאתה הולך למקום אחר. אבל אני כן מבין את נקודת המבט של אנשים שאומרים שללוך לכל מקום - לא משנה אם זה אסטרואיד או ירח - נותן לנו ניסיון בפעולה מחוץ לכדור הארץ".

זה לא שאנשים שמצדדים במשימה למאדים מתנגדים לביקור בירח - תומכי חקר החלל בדרך כלל לתמוך במשימות נוספות מכל הסוגים - אלא שאם אנחנו רוצים לנסוע למאדים, אנחנו צריכים להתמקד במאדים ובייחודיו אתגרים.

תחנת מקמורדו לכוכב הלכת האדום

יש הרבה דיבורים על ערים עתידניות במאדים, ועל שליחת מאות או אפילו אלפי אנשים לחיות שם לטווח ארוך. אבל הרעיונות המופרכים לא צפויים להתרחש בזמן הקרוב. במקום זאת, חזון ריאליסטי יותר יהיה מאחז מחקר מדעי, כמו בסיס מקמורדו באנטארקטיקה, עם קומץ אסטרונאוטים המבלה שם במשמרות של 18 חודשים.

זה יהיה אפשרי להקים את המשימה הראשונה במאדים בתוך 20 עד 25 שנה ולהקים שם מאחז מחקר בעשורים הבאים.

למרות שיכול להיות שמשימה כזו תהיה מתוכננת ותבוצע על ידי מדינה אחת, יכולה להיות משימה חזקה יותר אם מדינות שונות היו מעורבות. נכון לעכשיו, נאס"א משתפת פעולה באופן הדוק עם סוכנויות חלל אחרות כמו סוכנות החלל האירופית (ESA) והיפנית סוכנות החלל (JAXA), אבל יש פילוג בין ארה"ב לאחד השחקנים הגדולים ביותר במשימות חלל: סין. עדיין לא ברור אם הסוכנויות השונות הללו יהיו מוכנות לעבוד יחד במשימה עתידית במאדים.

"אני מקווה שהמשימה הראשונה הזו [למאדים] תכלול לא רק את נאס"א ולא רק את ארצות הברית", אמר הכט, "אני מקווה שהיא תכלול גם את סין, כך שלא תהיה רק ​​נקודת כישלון אחת. זה ימשיך אם אחד מבני הזוג יחליט ללכת למקום אחר".

לא רק סוכנויות ממשלתיות מעורבות בפרויקט. חברות כמו SpaceX, Blue Origin ובואינג כולן מעורבות רבות במשימות חלל, ואתה יכולים לצפות מהם להיות מעורבים כקבלני משנה או אפילו מנהלי פרויקטים במשימות עתידיות של מאדים כמו נו.

למה לנסוע למאדים?

בכל פעם שהנושא של משימה צוותת למאדים עולה, תמיד יש אנשים שמתנגדים לזמן ול כסף שמפעל כזה ידרוש וטוענים שכסף זה יוקדש יותר לפתרון בעיות כאן כדור הארץ. ואין ספק, בשנה האחרונה במיוחד, ראינו את הסדקים במערכות שאמורות לתמוך בצרכים הבסיסיים של רבים, כמו דיור, חינוך ושירותי בריאות.

אבל, מציין הכט, אנחנו לא מוציאים כסף רק על עמידה בדרישות הבסיסיות של החיים. הוא תיאר את הניסיון בטירוף לגרוף מיליון דולר של מימון כדי לשים ציוד מדעי חדש על מאדים, ולהדליק את הטלוויזיה כדי לראות את הפרסומות שהוצגו במהלך הסופרבול. העלות של כל מקום של 30 שניות הייתה יכולה לשלם עבור הציוד שלו פי כמה.

"אנחנו מוציאים כסף על כל מיני דברים מטופשים כמו מודעות סופרבול", אמר. "והרבה מאוד מהם קשורים להנאה האישית שלנו מהחיים ומההגשמה - אם זה ספורט, אם זה ספריות, אם זה אמנות, אם זה מוזיקה, אם זה פארקים. היינו תירוץ די עלוב לחברה אם הדבר היחיד שהיינו מוציאים עליו כסף זה אוכל ומחסה".

כשזה מגיע לחקר החלל, יש לנו הזדמנות ללמד ולעורר השראה, ואולי החשוב מכל, להבין יותר על היקום ועל מקומנו בתוכו. אם אנחנו רוצים לענות על כמה מהשאלות הכי גדולות בחיים: מאיפה באנו והאם אנחנו לבד ביקום - אז אנחנו צריכים לצאת אל מעבר לכוכב שלנו ולחקור.

מה אנחנו לומדים מחקירה

תומכים רבים בחקר מאדים יטענו שעלינו לנסוע למאדים מכיוון שיש דברים ספציפיים שאנו יכולים ללמוד שם על כדור הארץ. מהלימודים כמה מהסלעים העתיקים ביותר במערכת השמש ללמוד על היווצרות כדור הארץ כדי ללמוד את אַקלִים כדי לקבל תובנות על הנושא הדחוף של שינויי האקלים, ישנן דרכים רבות שבהן תגליות שהתגלו על מאדים יכולות לשפר את החיים כאן על כדור הארץ.

אבל עבור הכט, הניסיון להצדיק משימות חלל בדרך זו "עף מול ההיסטוריה. במובן זה שכן, תמיד היו היתרונות המוחשיים האלה [לחקירה]. אבל לא היינו טובים מאוד בניבוי אותם. זה מה שנפלא בזה. אתה הולך וחוקר מקום חדש ואתה לומד משהו שמעולם לא ציפית ללמוד."

אנחנו פשוט לא יודעים מה נגלה ממאדים עד שנלך לשם. זה תמיד היה נכון לגבי גילוי מדעי - מהגילויים המקריים של פניצילין או קרני רנטגן ועד לאופן שבו טכנולוגיה שפותחה עבור משימות ירח אפולו להוביל למכונות דיאליזה טובות יותר של כליות וציוד הגנה משופר לכבאים.

ומעבר ליתרונות הפרגמטיים בפיתוח טכנולוגיות וידע מדעי, יש תנופה עמוקה יותר לחקור. "המרדף אחר ידע הוא מה שהופך אותנו לאנושיים", אמר הכט.

"עשינו את זה מאז הפעם הראשונה שחבטנו שני אבנים יחד. אנחנו רודפים אחרי ידע. והחקירה של מקומות חדשים - זו הסיבה שאין פינה על פני כדור הארץ שבה בני אדם לא דרכו, כולל קרקעית האוקיינוס. זה מה שאנחנו עושים."

המלצות עורכים

• תקשורת קוסמית: איך בני האדם הראשונים על מאדים יתקשרו עם כדור הארץ
• אסטרופסיכולוגיה: איך להישאר שפוי על מאדים
• תחנות כוח בכוכבי לכת אחרים: איך ניצור חשמל על מאדים
• הידרציה לקציר: כיצד מתיישבים עתידיים ייצרו ויאספו מים על מאדים
• אסטרו חקלאות: איך נצמיח יבולים על מאדים