화성에 인간 탐험가를 파견하는 까다로운 물류

인간이 별을 바라보는 동안 우리는 먼 곳을 탐험하고 방문하는 꿈을 꾸어왔습니다. 그리고 화성보다 더 많은 추측의 대상이 된 곳은 없습니다. 이제 우리는 마침내 인류가 다른 행성에 발을 디딘 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 다음 번 큰 도약을 하고 처음으로 다른 행성에 승무원 임무를 보낼 것입니까? 그리고 그렇게 하려면 무엇이 필요할까요?

우리는 MIT의 우주 전문가이자 제트 추진 연구소의 베테랑이자 우주 비행사의 수석 연구원인 Michael Hecht와 이야기를 나눴습니다. 지구에서 화성까지 가는 방법과 처음으로 지상에 부츠를 신는 방법을 이해하기 위한 Perseverance 탐사선의 MOXIE 산소 제조 장비 시간.

항상 15년 거리

최근 화성 탐사에 대한 관심이 급증하면서 실제로 사람들을 화성 표면으로 데려가는 일이 그 어느 때보다 가까워진 것처럼 느껴집니다. 하지만 이는 항상 도달할 수 없는 것처럼 보이는 목표이기도 합니다.

1960년대와 1970년대 아폴로 임무 이후 많은 우주 애호가들은 우리가 계속해서 도달하고 탐사하며 다음 탐사 목표인 화성으로 나아갈 것이라고 가정했습니다. 그러나 대중의 관심은 약해졌고, 아폴로에 대한 지지도 줄어들었으며, 그 이후로 인류는 지구 궤도를 떠나지 못했습니다.

그 사이 수십 년 동안 많은 사람들은 인간이 단 15년 안에 화성에 발을 디딜 것이라고 추측해 왔습니다. 필연적으로 우리는 곧 붉은 행성에 도달하게 될 것입니다. 그러나 화성에 사람을 보내기 위한 구체적이고 진지한 임무 계획은 아직 실현되지 않았습니다.

우리는 이제 유인 화성 임무를 수행할 수 있는 기술을 보유하고 있으며 이에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 그러나 Hecht는 우주 공동체와 인류 전체가 실제로 임무를 수행하기 위해 아직 심각한 재정적, 실질적 약속을 하지 않았다고 주장합니다. 우리가 이렇게 하기로 결정했다면 그렇게 할 수 있을 것입니다. 하지만 우리는 그 약속을 해야 합니다.

Hecht는 "우리는 Apollo를 쫓을 수도 있었습니다."라고 말했습니다. “힘들었을 것이고, 위험했을 것입니다. 하지만 이제는 더 안전하게 할 수 있습니다. 그때도 갈 수 있었는데 지금은 갈 수 있어요.”

사이클의 하나의 마법 지점

유인 화성 탐사가 어떤 모습일지 상상해 볼 때 여기에서 저기로 갈 수 있는 실용적인 방법은 단 하나뿐입니다. 화성의 태양 공전 궤도로 인해 화성의 1년은 지구 기준으로 2년 미만으로 지속됩니다. 이동 시간을 고려하면 지구에서 화성까지 여행하려는 경우 26개월 주기에 한 번의 기간이 있음을 의미합니다. 그 여행이 가장 쉽습니다. 두 행성이 가까워지고 로켓이 호만 전송(Hohmann transfer)으로 보내질 수 있을 때입니다. 궤도.

Hecht는 “26개월 주기에는 마법의 지점이 하나 있습니다.”라고 설명했습니다. 로켓이 적절한 시간에 지구에서 발사되면 화성과 동시에 화성의 궤도를 교차할 수 있습니다. "고속도로에서 차선을 바꾸는 것과 같습니다."

다른 궤도를 사용하여 화성으로 우주선을 보내는 것은 가능하지만 더 어렵고 위험하며 훨씬 더 비쌉니다. 따라서 이 26개월 주기는 우리가 화성에 임무를 보낼 수 있는 시기에 실질적인 제한을 둡니다. 이것이 바로 2020년 여름에 발사된 3개의 우주선(NASA의 Perseverance 탐사선, 중국의 Tianwen-1 임무, UAE의 Hope 임무)처럼 화성 임무가 거의 같은 시기에 발사되는 이유입니다.

그리고 다른 방향으로 돌아올 수 있는 동등한 기회도 있습니다. 이는 유인 화성 임무가 어떤 모습일지에 대한 실용적인 프레임을 제시합니다. 6개월 또는 7개월 간의 여행 지구에서 화성까지, 표면에서는 1년 반이 조금 넘고, 앞으로 6~7개월이 더 걸릴 것입니다. 뒤쪽에. 총 3년 간의 임무입니다.

지금까지보다 더 긴 임무

3년의 임무 기간은 우리가 사람들을 보내는 데 익숙했던 것보다 더 긴 임무이기 때문에 도전을 안겨줍니다. 달 탐사 임무는 단 며칠 동안만 진행되었으며 국제 우주 정거장의 승무원 순환은 일반적으로 6개월에서 1년 정도 지속됩니다.

약 18개월 동안 화성 표면에 사람을 머물게 하면 진지한 과학과 탐험을 할 수 있는 기회가 주어지지만 훨씬 더 많은 위험도 따릅니다. 화성 임무에 문제가 발생하면 지구에서 도움이나 보급품을 보내는 것이 불가능하지는 않더라도 매우 어려울 것입니다. 문제가 발생하면 우주 비행사들은 스스로 책임을 져야 합니다.

Hecht는 “이 근처에 있는 사람은 누구도 안전하다고 착각하지 않습니다.”라고 말했습니다. 로부터 방사선 노출로 인한 건강 위협 발사 및 착륙 중 발생하는 문제에 대한 위험 1년 반을 비좁은 환경에서 보내다 우주복 없이는 밖에 나갈 수 없는 곳: “위험한 모험이다.”

그렇기 때문에 승무원 임무 계획의 초점은 누군가가 지구를 떠나기 전에 가능한 한 많은 필수 장비를 준비하는 것입니다. 우주비행사에 대한 위험을 최소화하려면 26개월 주기의 이전 기간 동안 기계와 장비를 지구로 보내 우주비행사의 도착을 준비합니다. 산소와 물과 같은 우주비행사의 가장 기본적인 요구 사항이 이미 충족되었는지 확인해야 합니다.

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

달에서 화성으로?

NASA는 다가오는 아르테미스 달 탐사 임무를 통해 인간 우주 탐사로 복귀할 계획이다. 기관은 달 여행을 하는 이유 중 하나가 유인 임무를 준비하기 위한 것이라고 일관되게 밝혔습니다. 화성.

전 NASA 관리자인 Jim Bridenstine은 최근 보고서에서 다음과 같이 말했습니다. “NASA는 항상 인간의 화성 탐사에 목표를 두었습니다. 이제 인간이 4년 안에 달로 돌아와서 지속 가능한 달 탐사를 확립하게 되었습니다. 10년이 지나면서 우리는 달이 붉은 행성으로 가는 중요한 디딤돌이라는 것을 분명히 볼 수 있습니다. 달에서 살고 일하는 법을 배우면 우리는 태양계에서 더 먼 곳의 생명체를 탐색하면서 다음 번 거대한 도약에 점점 더 가까워질 것입니다.”

그러나 달 임무가 화성 임무와 정확히 얼마나 유사한지는 우주 커뮤니티에서 논쟁의 여지가 있는 문제입니다. 어떤 사람들은 인간의 우주 탐사가 미래의 노력에 도움이 될 지식, 기술 및 절차를 구축하는 데 도움이 될 것이라고 주장합니다. 아르테미스 우주 비행사 Kjell Lindgren이 디지털 트렌드에 말했습니다. 아르테미스 임무의 목표에 관해 그와 인터뷰했을 때였습니다.

그러나 Hecht와 같은 사람들은 달에 가서 화성 임무에 대해 얼마나 많은 것을 배울 수 있는지에 대해 회의적입니다. Hecht는 “솔직히 말해서 둘 사이의 공통점을 찾기 위해 애쓰고 있습니다.”라고 말했습니다. 그는 여행 기간, 중력 및 먼지 환경 측면에서 화성과 달의 차이점을 지적했습니다. 우주비행사가 직면하게 될 대기의 존재 여부, 그것이 착륙에 미치는 영향, 그리고 대기의 존재 여부 사용 가능. “나는 그것을 디딤돌로 보지 않습니다.”

화성에 관해서는 헥트가 “다른 데 가서 연습을 하는 건 아닌 것 같다. 하지만 소행성이든 달이든 상관없이 어디든 가는 것이 지구 밖에서 작전을 수행하는 경험을 제공한다고 말하는 사람들의 관점을 이해합니다.”

화성 탐사를 선호하는 사람들이 달 방문을 반대하는 것은 아닙니다. 일반적으로 우주 탐사를 지지하는 사람들입니다. 모든 종류의 더 많은 임무를 지원합니다. 화성 여행을 원한다면 화성과 화성의 독특한 특성에 초점을 맞춰야 합니다. 도전.

붉은 행성을 위한 맥머도 스테이션

화성의 미래 도시와 수백, 심지어 수천 명의 사람들을 그곳에 장기적으로 살게 하는 것에 대한 이야기가 많이 있습니다. 그러나 터무니없는 아이디어는 조만간 실현될 것 같지 않습니다. 대신, 보다 현실적인 비전은 소수의 우주비행사가 18개월 교대로 시간을 보내는 남극의 맥머도(McMurdo) 기지와 같은 과학 연구 전초기지가 될 것입니다.

20~25년 안에 최초의 화성 유인 탐사선을 세우고, 향후 10년 안에 그곳에 연구 전초기지를 세우는 것이 가능할 것이다.

이러한 임무는 단일 국가에서 계획하고 실행하는 것도 가능하지만, 여러 국가가 참여한다면 더욱 강력한 임무가 될 수 있습니다. 현재 NASA는 유럽 우주국(ESA) 및 일본 우주국과 같은 다른 우주 기관과 긴밀히 협력하고 있습니다. 그러나 미국과 우주 임무의 가장 큰 주체 중 하나인 중국 사이에는 분열이 있습니다. 이러한 여러 기관이 미래의 화성 임무를 위해 협력할 의향이 있는지 여부는 아직 불분명합니다.

Hecht는 “[화성으로의] 첫 번째 임무에는 NASA뿐만 아니라 미국도 참여하지 않기를 바랍니다. 중국도 참여하기를 바랍니다. 따라서 단 한 번의 실패 지점도 없을 것입니다. 한 파트너가 다른 곳으로 가기로 결정하면 계속 진행될 것입니다.”

프로젝트에 참여하는 것은 정부 기관뿐만이 아닙니다. SpaceX, Blue Origin, Boeing과 같은 회사는 모두 우주 임무에 깊이 관여하고 있으며 여러분은 미래의 화성 임무에 하청업체나 프로젝트 관리자로 참여할 것으로 기대할 수 있습니다. 잘.

왜 화성에 가나요?

화성 탐사에 대한 주제가 나올 때마다 시간과 목적에 반대하는 사람들이 항상 있습니다. 그런 사업을 하려면 돈이 필요할 것이고, 이 돈이 여기서 문제를 해결하는 데 더 잘 쓰일 것이라고 주장할 것입니다. 지구. 그리고 특히 작년에 우리는 주택, 교육, 의료 등 많은 사람의 기본적 요구를 지원해야 하는 시스템에 균열이 발생하는 것을 목격했습니다.

그러나 Hecht는 우리가 삶의 기본 요구 사항을 충족하는 데에만 돈을 쓰는 것은 아니라고 지적합니다. 그는 화성에 새로운 과학 장비를 설치하기 위해 100만 달러의 자금을 모으기 위해 필사적으로 노력했고, 슈퍼볼 기간 동안 방영된 광고를 보기 위해 TV를 켰다고 설명했습니다. 각 30초 지점의 비용은 그의 장비 가격의 몇 배 이상을 지불할 수 있었습니다.

“우리는 슈퍼볼 광고 같은 온갖 어리석은 일에 돈을 씁니다.”라고 그는 말했습니다. “그리고 그 중 엄청나게 많은 부분이 스포츠든, 도서관이든, 예술이든, 음악이든, 공원이든 우리의 개인적인 삶의 즐거움과 성취감과 관련이 있습니다. 우리가 돈을 쓰는 유일한 것이 음식과 피난처뿐이라면 우리는 사회에 아주 형편없는 변명이 될 것입니다.”

우주 탐험과 관련하여 우리는 가르치고 영감을 줄 수 있는 기회를 갖게 되며, 무엇보다도 가장 중요한 것은 우주와 그 안에서 우리의 위치에 대해 더 많이 이해할 수 있는 기회를 갖게 됩니다. 인생에서 가장 큰 질문들, 즉 우리가 어디서 왔는지, 우주에 우리가 혼자인지에 대한 답을 알고 싶다면 지구 너머로 모험을 떠나 탐험해야 합니다.

탐험을 통해 우리가 배우는 것

화성 탐사를 지지하는 많은 사람들은 화성에서 지구에 대해 배울 수 있는 특정한 것들이 있기 때문에 화성으로 여행해야 한다고 주장할 것입니다. 공부부터 태양계에서 가장 오래된 암석 중 일부 지구의 형성에 대해 배우고, 기후 기후 변화라는 시급한 문제에 대한 통찰력을 얻으려면 화성에서 이루어진 발견이 이곳 지구상의 삶을 개선할 수 있는 방법이 많이 있습니다.

그러나 Hecht의 경우 이러한 방식으로 우주 임무를 정당화하려는 시도는 “역사에 정면으로 맞서는 것입니다. 그런 의미에서 [탐사에] 항상 실질적인 이점이 있었습니다. 하지만 우리는 그것들을 잘 예측하지 못했습니다. 그게 정말 멋진 점이에요. 새로운 곳으로 가서 탐험하고 전혀 예상하지 못했던 것을 배우게 됩니다.”

화성에 가기 전까지는 화성에서 무엇을 발견하게 될지 알 수 없습니다. 페니실린이나 엑스레이의 우연한 발견에서부터 과학적 발견에 이르기까지 그것은 항상 사실이었습니다. 아폴로 달 탐사를 위해 개발된 기술 더 나은 신장 투석 기계와 소방관을 위한 향상된 보호 장비로 이어집니다.

그리고 기술과 과학 지식 개발에 대한 실용적인 장점을 넘어 더 깊은 탐구의 원동력이 있습니다. Hecht는 “지식 추구가 우리를 인간으로 만드는 것”이라고 말했습니다.

“우리는 처음으로 두 개의 돌을 부딪혔을 때부터 이 일을 해왔습니다. 우리는 지식을 추구합니다. 그리고 새로운 장소에 대한 탐험. 그렇기 때문에 바다 밑바닥을 포함하여 지구상에서 인간이 발을 딛지 않은 곳이 없습니다. 그게 우리가 하는 일이에요.”

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