화성에 인간 탐험가를 배치하는 까다로운 물류

인간이 별을 바라보는 한, 우리는 모험을 떠나 이 먼 곳을 방문하는 것을 꿈꿔왔습니다. 그리고 화성보다 더 많은 추측의 대상이 된 곳은 없습니다. 이제 우리는 마침내 다른 행성에 발을 딛는 인간의 꿈이 우리 생애 안에 현실이 될 수 있는 곳에 와 있습니다.

우리는 인간을 화성에 보내는 데 필요한 기술을 이해하고 있으며 화성에 로봇 임무를 보낸 경험도 있습니다. 그렇다면 우리는 언제 그 다음 거대한 도약을 하고 처음으로 다른 행성에 승무원 임무를 보낼 것입니까? 그렇게 하려면 무엇이 필요할까요?

우리는 MIT의 우주 전문가이자 제트 추진 연구소의 베테랑이자 Perseverance 로버의 MOXIE 산소 제조 장비, 지구에서 화성까지 어떻게 가는지 이해하고 처음으로 지상에서 부츠를 얻는 방법 시간.

항상 15년 뒤에

최근 화성 탐사에 대한 관심이 급증하면서 실제로 화성 표면에 사람들을 데려오는 데 그 어느 때보다 가까워진 것 같습니다. 그러나 그것은 또한 끊임없이 손이 닿지 않는 것처럼 보이는 목표이기도 합니다.

1960년대와 1970년대의 아폴로 임무 이후 많은 우주 애호가들은 우리가 계속해서 도달하고 탐험하며 다음 탐사 목표인 화성으로 이동할 것이라고 생각했습니다. 그러나 대중의 관심은 줄어들었고 아폴로에 대한 지지는 고갈되었고 인간은 그 이후로 지구 궤도를 떠나지 않았습니다.

그 사이 수십 년 동안 많은 사람들은 인간이 불과 15년 안에 화성에 발을 디딜 것이라고 추측했습니다. 필연적으로 우리는 곧 붉은 행성에 도착할 것입니다. 그러나 사람들을 화성에 보내기 위한 구체적이고 진지한 임무 계획은 아직 구체화되지 않았습니다.

우리는 현재 유인 화성 임무를 수행할 수 있는 기술을 보유하고 있으며 이 주제에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 그러나 Hecht는 우주 공동체와 우리 종 전체가 실제로 임무를 수행하기 위한 심각한 재정 및 실질적인 약속을 아직 하지 않았다고 주장합니다. 우리가 이것을 하기로 결정했다면, 우리는 할 수 있습니다. 그러나 우리는 그 약속을 해야 합니다.

"우리는 Apollo를 쫓을 수도 있었습니다." Hecht가 말했습니다. “힘들었을 것이고 위험했을 것입니다. 하지만 지금은 더 안전하게 할 수 있습니다. 그때 갈 수 있었고 지금 갈 수 있습니다.”

주기의 마법의 한 지점

유인 화성 임무가 어떤 모습일지 상상하려고 할 때 여기에서 저기로 가는 실질적인 방법은 단 하나뿐입니다. 화성은 태양 주위를 공전하기 때문에 1년은 지구의 2년에 불과합니다. 여행 시간을 고려하면 지구에서 화성까지 여행하려는 경우 26개월 주기 중 한 기간이 있습니다. 그 여정이 가장 쉽습니다. 두 행성이 가까워지고 로켓을 호만 전송이라고 하는 곳으로 보낼 수 있을 때입니다. 궤도.

Hecht는 “26개월 주기에 한 가지 마법의 지점이 있습니다.”라고 설명했습니다. 적시에 지구에서 로켓이 발사되면 화성과 동시에 화성의 궤도를 교차할 수 있습니다. "고속도로에서 차선을 바꾸는 것과 같습니다."

다른 궤도를 이용하여 우주선을 화성에 보낼 수는 있지만 더 어렵고 위험하며 훨씬 더 비쌉니다. 따라서 이 26개월 주기는 우리가 화성에 임무를 보낼 수 있는 시기에 실질적인 제한을 둡니다. 그렇기 때문에 2020년 여름에 발사된 3대의 우주선(NASA의 Perseverance 탐사선, 중국의 Tianwen-1 임무, UAE의 Hope 임무)과 같이 화성 임무가 거의 같은 시기에 발사되는 경우가 많습니다.

그리고 다른 방향으로 돌아올 동등한 기회가 있습니다. 이것은 유인 화성 임무가 어떻게 생겼는지에 대한 실용적인 프레임을 제공합니다. 6개월 또는 7개월의 여정 지구에서 화성까지, 표면에서 1년 반이 조금 넘고 앞으로 6~7개월이 더 걸립니다. 뒤쪽에. 총 3년 간의 임무입니다.

우리가 익숙했던 것보다 더 긴 임무

그 3년의 임무 기간은 우리가 사람들을 보내는 데 익숙한 것보다 더 긴 임무이기 때문에 도전을 제기합니다. 달에 대한 임무는 단 며칠 동안 지속되었으며 국제 우주 정거장의 승무원 순환은 일반적으로 6개월에서 1년 사이에 지속됩니다.

약 18개월 동안 화성 표면에 사람을 두는 것은 그들에게 진지한 과학과 탐사를 할 기회를 주지만 훨씬 더 많은 위험을 수반합니다. 화성 임무에 문제가 있는 경우 지구에서 도움이나 보급품을 보내는 것은 불가능하지는 않더라도 극히 어려울 것입니다. 문제가 발생하면 우주비행사들은 혼자 있게 됩니다.

Hecht는 "이것에 가까운 사람은 아무도 이것이 안전하다는 환상을 갖고 있지 않습니다."라고 말했습니다. 로부터 방사선 노출의 건강 위협 발사 및 착륙 중 발생하는 문제에 대한 위험 비좁은 환경에서 1년 반을 보내다 우주복 없이는 밖에 나갈 수 없는 곳: “위험한 모험입니다.”

그렇기 때문에 승무원 임무 계획의 초점은 누군가가 지구를 떠나기 전에 가능한 한 많은 필수 장비를 확보하는 것입니다. 우주 비행사에 대한 위험을 최소화하기 위해 26개월 주기의 이전 기간 동안 기계와 장비를 지구로 보내 우주 비행사가 도착할 수 있도록 준비합니다. 산소와 물과 같은 우주 비행사의 가장 기본적인 요구 사항이 이미 충족되었는지 확인해야 합니다.

Hecht의 MOXIE 프로젝트 유인 화성 임무를 가능하게 하고 위험을 줄이는 기술 종류의 한 예입니다. 화성 대기에 풍부한 이산화탄소로부터 산소를 생산하는 방식이며, 작은 이 기술 버전은 현재 Perseverance 로버 내부에 있으며 여러 번 성공적으로 실행되었습니다. 이미. 이 기술의 더 큰 버전은 화성 승무원의 도착을 위해 준비된 산소로 채워질 수 있는 대형 산소 탱크와 함께 화성으로 보내질 수 있습니다.

달에서 화성에?

NASA는 다가오는 아르테미스 달 탐사 미션을 통해 유인 우주 탐사로 복귀할 계획이며, 에이전시는 달을 여행하는 이유 중 하나가 유인 임무를 준비하기 위한 것이라고 일관되게 밝혔습니다. 화성.

전 NASA 관리자 Jim Bridenstine은 최근 보고서에서 “NASA는 항상 인간의 화성 탐사를 목표로 삼았습니다. 이제 인간은 4년 안에 달로 돌아와 지속 가능한 달 탐사를 확립합니다. 10년 후, 우리는 달이 붉은 행성으로 가는 중요한 디딤돌이라는 것을 분명히 볼 수 있습니다. 달에서 살고 일하는 법을 배우는 것은 우리가 태양계에서 더 멀리 있는 생명체를 찾을 때 우리의 다음 거대한 도약에 점점 더 가까워지게 할 것입니다.”

그러나 달 임무가 화성 임무와 정확히 얼마나 유사한지는 우주 커뮤니티에서 논쟁거리입니다. 일부는 인간의 우주 탐사가 미래의 노력에 도움이 될 지식, 기술 및 절차를 구축하는 데 도움이 될 것이라고 주장합니다. Artemis 우주 비행사 Kjell Lindgren은 Digital Trends에 말했습니다. Artemis 임무의 목표에 대해 인터뷰했을 때.

그러나 Hecht와 같은 다른 사람들은 달에 가서 화성 임무에 대해 얼마나 많이 배울 수 있는지에 대해 회의적입니다. “솔직히 두 사람 사이의 공통점을 찾는 데 어려움을 겪고 있습니다.”라고 Hecht는 말했습니다. 그는 여행 기간, 중력 및 먼지 환경 측면에서 화성과 달의 차이점을 지적했습니다. 우주비행사는 대기의 유무와 그것이 착륙에 미치는 영향, 사용 가능. "나는 그것을 단지 디딤돌로 보지 않는다."

헥트는 화성에 대해 “다른 데 가서 연습하는 것 같지 않다. 그러나 소행성이건 달이건 상관없이 어디로든 가는 것이 우리에게 지구에서 작전을 수행하는 경험을 제공한다고 말하는 사람들의 관점을 이해합니다.”

화성 탐사에 찬성하는 사람들이 달 탐사를 반대하는 것은 아닙니다. 일반적으로 우주 탐사를 지지하는 사람들은 모든 종류의 더 많은 임무를 지원합니다. 오히려 우리가 화성을 여행하고 싶다면 화성에 집중해야 합니다. 도전.

붉은 행성을 위한 McMurdo 정거장

화성의 미래 도시에 대해 그리고 수백, 심지어 수천 명의 사람들을 그곳에서 장기적으로 살도록 보내는 것에 대해 많은 이야기가 있습니다. 그러나 터무니없는 아이디어는 곧 실현될 것 같지 않습니다. 대신, 보다 현실적인 비전은 소수의 우주비행사가 18개월 교대로 그곳에서 시간을 보내는 남극 대륙의 McMurdo 기지와 같은 과학 연구 전초기지가 될 것입니다.

20~25년 안에 최초의 유인 화성 임무를 시작하고 향후 수십 년 안에 그곳에 연구 전초기지를 세우는 것이 실현 가능할 것입니다.

단일 국가에서 그러한 임무를 계획하고 실행하는 것이 가능할 수도 있지만 다른 국가가 참여하면 더 강력한 임무가 있을 수 있습니다. 현재 NASA는 유럽 우주국(ESA) 및 일본 우주국과 같은 다른 우주국과 긴밀히 협력하고 있습니다. 우주국(JAXA)이지만 미국과 우주 임무에서 가장 큰 역할을 하는 중국 사이에는 분열이 있습니다. 이러한 여러 기관이 미래의 화성 임무에서 기꺼이 협력할 것인지 여부는 여전히 불분명합니다.

Hecht는 "[화성으로의] 첫 번째 임무에는 NASA와 미국만이 포함되지 않기를 바랍니다."라고 Hecht는 말했습니다. 한 파트너가 다른 곳으로 가기로 결정하면 계속 될 것입니다.”

프로젝트에 참여하는 정부 기관만이 아닙니다. SpaceX, Blue Origin, Boeing과 같은 회사는 모두 우주 임무에 크게 관여하고 있으며 귀하는 미래의 화성 임무에서 하청업체 또는 프로젝트 관리자로 참여할 것으로 기대할 수 있습니다. 잘.

왜 화성에 가야합니까?

유인 화성 탐사라는 주제가 나올 때마다 시기와 시기를 반대하는 사람들이 늘 있다. 그러한 사업에 필요한 돈이 필요하고 이 돈이 여기에서 문제를 해결하는 데 더 잘 쓰일 것이라고 주장합니다. 지구. 그리고 특히 작년에 우리는 주택, 교육 및 의료와 같은 많은 사람들의 기본 요구 사항을 지원해야 하는 시스템에 균열이 있음을 목격했습니다.

그러나 Hecht는 우리가 삶의 기본 요구 사항을 충족하는 데에만 돈을 쓰는 것이 아니라고 지적합니다. 그는 화성에 새로운 과학 장비를 설치하기 위해 100만 달러의 자금을 미친 듯이 긁어모으고 슈퍼볼 동안 재생되는 광고를 보기 위해 TV를 켰다고 설명했습니다. 각 30초 광고 비용은 그의 장비 비용을 여러 번 지불했을 수 있습니다.

"우리는 슈퍼볼 광고와 같은 온갖 어리석은 일에 돈을 씁니다."라고 그는 말했습니다. “스포츠든, 도서관이든, 예술이든, 음악이든, 공원이든, 삶의 즐거움과 성취감과 관련된 많은 것들이 있습니다. 우리가 돈을 쓸 수 있는 것이 음식과 주거지뿐이라면 우리는 사회에 대한 아주 빈약한 핑계가 될 것입니다.”

우주 탐사와 관련하여 우리는 가르치고 영감을 줄 수 있는 기회가 있으며, 아마도 가장 중요한 것은 우주와 그 안에 있는 우리의 위치에 대해 더 많이 이해하는 것입니다. 인생의 가장 큰 질문 중 일부에 답하고 싶다면: 우리가 어디에서 왔는지, 우주에 우리가 혼자인지 여부 — 우리는 지구 너머로 모험을 떠나 탐험해야 합니다.

탐색을 통해 우리가 배우는 것

화성 탐사의 많은 지지자들은 우리가 지구에 대해 배울 수 있는 특정한 것들이 있기 때문에 우리가 화성으로 여행해야 한다고 주장할 것입니다. 공부에서 태양계에서 가장 오래된 암석 중 일부 지구의 형성에 대해 배우기 위해 기후 기후 변화라는 시급한 문제에 대한 통찰력을 얻기 위해 화성에서 이루어진 발견이 여기 지구상의 삶을 개선할 수 있는 많은 방법이 있습니다.

그러나 Hecht에게 이런 식으로 우주 임무를 정당화하려는 시도는 "역사에 위배됩니다. 그렇다는 의미에서 [탐사에 대한] 유형의 이점은 항상 있었습니다. 그러나 우리는 그것들을 잘 예측하지 못했습니다. 그것이 놀라운 점입니다. 새로운 곳으로 가서 탐험을 하면 전혀 예상하지 못했던 것을 배우게 됩니다.”

화성에 가기 전까지는 화성에서 무엇을 발견하게 될지 알 수 없습니다. 페니실린이나 엑스레이의 우연한 발견부터 아폴로 달 임무를 위해 개발된 기술 더 나은 신장 투석 기계와 소방관을 위한 향상된 보호 장비로 이어집니다.

그리고 기술과 과학적 지식 개발에 대한 실용적인 이점을 넘어 탐구해야 할 더 깊은 자극이 있습니다. "지식 추구는 우리를 인간으로 만드는 것입니다."라고 Hecht는 말했습니다.

“우리는 처음 두 개의 돌을 부딪쳤을 때부터 이 일을 해왔습니다. 우리는 지식을 추구합니다. 그리고 새로운 장소의 탐험 — 그래서 바다 밑바닥을 포함하여 인간이 발을 딛지 않은 지구 구석이 없는 것입니다. 그것이 우리가 하는 일입니다.”

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