Sudėtinga žmonių tyrinėtojų iškeldinimo į Marsą logistika

Kol žmonės žiūrėjo į žvaigždes, mes svajojome iškeliauti ir aplankyti šias tolimas vietas. Ir jokia vieta nebuvo daugiau spekuliacijų taikinys nei Marsas. Dabar pagaliau esame tokioje vietoje, kur svajonė apie žmones, įkeltus koją į kitą planetą, gali tapti realybe per mūsų gyvenimą.

Suprantame technologiją, kurios mums reikia norint siųsti žmones į Marsą, taip pat turime robotų misijų siuntimo ten patirties. Taigi kada mes žengsime kitą milžinišką šuolį ir pirmą kartą išsiųsime komandinę misiją į kitą planetą? Ir ko reikės, kad tai įvyktų?

Kalbėjomės su kosmoso ekspertu Michaelu Hechtu iš Masačusetso technologijos instituto, Reaktyvinio judėjimo laboratorijos veteranu ir pagrindiniu tyrėju. MOXIE deguonies gamybos instrumentas ant „Perseverance“ rover, kad suprastume, kaip iš Žemės patenkame į Marsą ir kaip pirmą kartą atsitiessime batus ant žemės laikas.

Visada liko 15 metų

Pastaruoju metu suaktyvėjus susidomėjimui Marso tyrinėjimais, atrodo, kad esame arčiau nei bet kada anksčiau, kad iš tikrųjų patektume į planetos paviršių. Ir vis dėlto tai taip pat tikslas, kuris nuolat atrodo tiesiog nepasiekiamas.

Po septintojo ir aštuntojo dešimtmečio „Apollo“ misijų daugelis kosmoso entuziastų manė, kad toliau sieksime ir tyrinėsime, ir pereisime prie kito tyrinėjimo tikslo – Marso. Tačiau visuomenės susidomėjimas sumažėjo, parama Apolonui išseko ir žmonės nuo to laiko nepaliko Žemės orbitos.

Per pastaruosius dešimtmečius daugelis spėliojo, kad žmonės į Marsą įkels koją tik po 15 metų; kad neišvengiamai greitai atsidursime raudonojoje planetoje. Tačiau konkretus, rimtas misijos planas iškelti žmones į Marsą dar turi būti įgyvendintas.

Turime technologiją, leidžiančią įvykdyti įgulos Marso misiją, ir susidomėjimas šia tema auga. Tačiau Hechtas teigia, kad kosmoso bendruomenė ir mes, kaip visuma, dar turime prisiimti rimtų finansinių ir praktinių įsipareigojimų, kad iš tikrųjų įvyktų misija. Jei nuspręstume tai padaryti, galėtume. Bet mes turime prisiimti šį įsipareigojimą.

„Mes galėjome eiti paskui Apoloną“, - sakė Hechtas. „Būtų buvę sunku ir pavojinga. Bet dabar galime tai padaryti saugiau. Galėjome eiti tada ir galime eiti dabar.

Viena stebuklinga ciklo vieta

Bandant įsivaizduoti, kaip galėtų atrodyti įgulos Marso misija, iš tikrųjų yra tik vienas praktiškas būdas patekti iš čia į ten. Dėl Marso orbitos aplink saulę metai ten trunka kiek mažiau nei dvejus Žemės metus. Atsižvelgiant į kelionės laiką, tai reiškia, jei norite keliauti iš Žemės į Marsą, 26 mėnesių cikle yra vienas laikotarpis, kai ta kelionė yra lengviausia: kai dvi planetos yra arti ir raketa gali būti išsiųsta į vadinamąjį Hohmann perkėlimą Orbita.

„Tame 26 mėnesių cikle yra viena stebuklinga vieta“, - paaiškino Hechtas. Kai raketa paleidžiama iš Žemės tinkamu laiku, ji gali kirsti Marso orbitą tuo pačiu metu, kai tai daro Marsas. „Tai tarsi persirikiavimas greitkelyje“.

Nors į Marsą galima nusiųsti laivą kitomis orbitomis, tai sudėtingiau, pavojingiau ir daug brangiau. Taigi šis 26 mėnesių ciklas praktiškai apriboja, kada galime siųsti misijas į Marsą. Štai kodėl Marso misijos dažnai paleidžiamos maždaug tuo pačiu metu, kaip ir trys erdvėlaiviai, kurie buvo paleisti 2020 m. vasarą – NASA „Perseverance rover“, Kinijos „Tianwen-1“ ir JAE „Hope“ misija.

Ir yra lygiavertė galimybė grįžti kita kryptimi. Tai suteikia pragmatišką vaizdą apie tai, kaip atrodys įgulos Marso misija: šešių ar septynių mėnesių kelionė nuo Žemės iki Marso, šiek tiek daugiau nei pusantrų metų paviršiuje ir ateina dar šeši ar septyni mėnesiai atgal. Iš viso tai yra maždaug trejų metų misija.

Ilgesnė misija, nei esame įpratę

Trejų metų misijos trukmė kelia iššūkių, nes tai ilgesnė misija, nei mes įpratę siųsti žmones. Misijos į Mėnulį truko vos kelias dienas, o įgulos rotacijos Tarptautinėje kosminėje stotyje paprastai trunka nuo šešių mėnesių iki vienerių metų.

Žmonių buvimas Marso paviršiuje maždaug 18 mėnesių suteikia jiems galimybę užsiimti rimtu mokslu ir tyrinėti, tačiau tai taip pat kelia daug didesnę riziką. Jei Marso misijoje iškils problemų, bus labai sunku, o gal net neįmanoma, išsiųsti pagalbą ar atsargas iš Žemės. Jei kas nors nepavyks, astronautai bus vieni.

„Niekas, kuris yra arti to, neturi jokių iliuzijų, kad tai saugu“, - sakė Hechtas. Nuo radiacijos poveikio grėsmė sveikatai paleidimo ir tūpimo metu kylančias rizikas ir kylančias problemas pusantrų metų praleisti ankštomis sąlygomis kur negalima išeiti į lauką be skafandro: „Tai rizikinga įmonė“.

Štai kodėl planuojant įgulos misiją pagrindinis dėmesys skiriamas tam, kad būtų sumontuota kuo daugiau būtiniausios įrangos, kol kas nors palieka Žemę. Kad sumažintumėte riziką astronautams, per ankstesnį 26 mėnesių ciklo laikotarpį į planetą siųstumėte mašinas ir įrangą, kad ji būtų paruošta astronautų atvykimui. Turite įsitikinti, kad pagrindiniai astronautų poreikiai, tokie kaip deguonis ir vanduo, jau yra patenkinti.

Hechto MOXIE projektas yra vienas iš pavyzdžių tokios technologijos, kuri įgalintų Marso misiją ir sumažintų jos riziką. Tai būdas gaminti deguonį iš gausios anglies dioksido Marso atmosferoje ir mažo technologijos versija šiuo metu yra „Perseverance rover“ viduje ir buvo kelis kartus sėkminga jau. Didesnė šios technologijos versija galėtų būti išsiųsta į Marsą kartu su dideliu deguonies baku, kuris galėtų būti užpildytas deguonimi, paruoštu Marso įgulos atvykimui.

Mėnulis į Marsą?

NASA planuoja grįžti į žmogaus kosmoso tyrinėjimus su artėjančiomis Artemis misijomis į Mėnulį, o agentūra nuolat teigia, kad viena iš priežasčių keliauti į Mėnulį yra pasiruošimas įgulai Marsas.

Kaip neseniai paskelbtoje ataskaitoje pasakė buvęs NASA administratorius Jimas Bridenstine'as, „NASA visada siekė žmonių tyrinėti Marsą. Dabar po ketverių metų žmonės grįžta į Mėnulį, kad sukurtų tvarų Mėnulio tyrinėjimą dešimtmečio pabaigoje galime aiškiai matyti, kad Mėnulis yra svarbus žingsnis į raudonąją planetą. Mokymasis gyventi ir dirbti Mėnulyje priartins mus prie kito milžiniško šuolio, kai ieškosime gyvybės toliau Saulės sistemoje.

Tačiau kosmoso bendruomenėje diskutuojama, kiek Mėnulio misijos yra panašios į Marso misijas. Kai kurie teigia, kad bet koks žmogaus kosmoso tyrimas padės įgyti žinių, technologijų ir procedūrų, kurios bus naudingos ateities pastangoms. „Artemis“ astronautas Kjell Lindgren pasakojo „Digital Trends“. kai kalbinome jį apie Artemidės misijų tikslus.

Tačiau kiti, pavyzdžiui, Hechtas, skeptiškai žiūri į tai, kiek daug galima sužinoti apie Marso misiją nuvykus į Mėnulį. „Jei atvirai, stengiuosi rasti bendrų dalykų tarp šių dviejų“, – sakė Hechtas. Jis atkreipė dėmesį į Marso ir Mėnulio skirtumus, susijusius su kelionių trukme, gravitacija ir dulkių aplinka. astronautai, su kuriais susidurs astronautai, atmosferos buvimas ar nebuvimas ir kaip tai paveiks nusileidimus bei išteklius, kurie prieinama. „Aš tiesiog nematau to kaip atspirties tašką“.

Kalbant apie Marsą, Hechtas pasakė: „Nemanau, kad tu praktikuosi eidamas kur nors kitur. Tačiau aš suprantu žmonių, kurie sako, kad išvykimas bet kur – nesvarbu, ar tai asteroidas, ar mėnulis – suteikia mums patirties dirbant už Žemės ribų.

Ne tai, kad žmonės, pasisakantys už misiją į Marsą, prieštarauja lankymuisi Mėnulyje - paprastai kosmoso tyrinėjimų šalininkai remti daugiau visų rūšių misijų – jei norime keliauti į Marsą, turėtume sutelkti dėmesį į Marsą ir jo unikalų iššūkius.

McMurdo stotis raudonajai planetai

Daug kalbama apie futuristinius miestus Marse ir apie šimtų ar net tūkstančių žmonių siuntimą ten gyventi ilgą laiką. Tačiau vargu ar tolimos idėjos greitai įvyks. Vietoj to, realesnė vizija būtų mokslinių tyrimų forpostas, pavyzdžiui, McMurdo bazė Antarktidoje, kuriame 18 mėnesių pamainomis laiką leistų saujelė astronautų.

Pirmąją įgulos misiją į Marsą būtų įmanoma surengti per 20–25 metus, o per ateinančius dešimtmečius ten įkurti tyrimų forpostą.

Nors gali būti, kad tokią misiją planuotų ir vykdytų viena šalis, misija galėtų būti tvirtesnė, jei dalyvautų skirtingos šalys. Šiuo metu NASA glaudžiai bendradarbiauja su kitomis kosmoso agentūromis, tokiomis kaip Europos kosmoso agentūra (ESA) ir Japonija Kosmoso agentūra (JAXA), tačiau yra schizma tarp JAV ir vienos didžiausių kosminių misijų dalyvių: Kinijos. Vis dar neaišku, ar šios skirtingos agentūros norėtų dirbti kartu būsimoje Marso misijoje.

„Tikimės, kad pirmoji misija [į Marsą] apims ne tik NASA ir ne tik Jungtines Valstijas“, – sakė Hechtas, – „Tikimės, kad ji apims ir Kiniją, todėl nebus tik vieno nesėkmės taško. Tai tęsis, jei vienas partneris nuspręs eiti kur nors kitur.

Projekte dalyvaus ne tik vyriausybinės agentūros. Tokios įmonės kaip „SpaceX“, „Blue Origin“ ir „Boeing“ aktyviai dalyvauja kosminėse misijose, o jūs gali tikėtis, kad jie būsimose Marso misijose dalyvaus kaip subrangovai ar net projektų vadovai gerai.

Kodėl eiti į Marsą?

Kai tik iškyla įgulos misijos į Marsą tema, visada atsiranda žmonių, kurie prieštarauja laikui ir pinigų tokiai įmonei prireiktų ir teigia, kad šiuos pinigus būtų geriau išleisti sprendžiant problemas Žemė. Ir neabejotina, kad ypač praėjusiais metais matėme įtrūkimus sistemose, kurios turėtų patenkinti pagrindinius daugelio poreikius, pvz., būstą, švietimą ir sveikatos priežiūrą.

Tačiau, pažymi Hechtas, mes išleidžiame pinigus ne tik tam, kad patenkintume pagrindinius gyvenimo reikalavimus. Jis papasakojo apie pašėlusį bandymą surinkti 1 milijoną dolerių, kad Marse būtų pastatyta nauja mokslinė įranga, ir įjungti televizorių, kad pamatytų reklamas, kurios buvo rodomos per Super Bowl. Kiekvienos 30 sekundžių vietos kaina galėjo būti kelis kartus didesnė už jo įrangą.

„Mes išleidžiame pinigus visokiems kvailiems dalykams, pavyzdžiui, Super Bowl reklamai“, – sakė jis. „Ir siaubingai daug jų yra susiję su mūsų asmeniniu mėgavimusi gyvenimu ir pasitenkinimu – ar tai būtų sportas, ar bibliotekos, ar tai menas, ar tai būtų muzika, ar tai būtų parkai. Mes būtume gana prastas pasiteisinimas visuomenei, jei vienintelis dalykas, kuriam išleistume pinigus, būtų maistas ir pastogė.

Kalbant apie kosmoso tyrinėjimus, turime galimybę mokyti ir įkvėpti, ir, ko gero, svarbiausia – daugiau suprasti visatą ir savo vietą joje. Jei norime atsakyti į kai kuriuos didžiausius gyvenimo klausimus: iš kur mes atėjome ir ar esame vieni visatoje – tuomet turime išeiti už savo planetos ribų ir tyrinėti.

Ko išmokstame tyrinėdami

Daugelis Marso tyrinėjimo šalininkų tvirtins, kad turėtume keliauti į Marsą, nes ten apie Žemę galime sužinoti konkrečių dalykų. Iš studijų vienos iš seniausių saulės sistemos uolienų sužinoti apie Žemės formavimąsi ir tyrinėti klimatas Norėdami suprasti aktualią klimato kaitos problemą, yra daug būdų, kaip Marse padaryti atradimai gali pagerinti gyvenimą Žemėje.

Tačiau Hechtui toks bandymas pateisinti kosmines misijas „skraido istorijos akivaizdoje. Ta prasme, kad taip, visada buvo ta apčiuopiama nauda [tyrimams]. Bet mes nelabai gerai juos nuspėjome. Štai kas joje nuostabu. Einate ir tyrinėjate kažką naujo ir išmokstate to, ko niekada nesitikėjote išmokti.

Mes tiesiog nežinome, ką atrasime iš Marso, kol ten nenuvažiuosime. Tai visada buvo pasakytina apie mokslinius atradimus - nuo atsitiktinių penicilino ar rentgeno spindulių atradimų iki būdo technologija, sukurta Apollo mėnulio misijoms sukurti geresnius inkstų dializės aparatus ir patobulintas ugniagesių apsaugos priemones.

Be pragmatiškų technologijų ir mokslo žinių kūrimo pranašumų, yra gilesnis postūmis tyrinėti. „Žinių siekimas yra tai, kas daro mus žmonėmis“, - sakė Hechtas.

„Tai darome nuo tada, kai pirmą kartą kartu daužėme du akmenis. Mes siekiame žinių. Ir naujų vietų tyrinėjimas – štai kodėl nėra nė vieno pasaulio kampelio, kur žmonės nebūtų įkėlę kojos, įskaitant vandenyno dugną. Tai mes darome“.

Redaktorių rekomendacijos

• Kosminiai ryšiai: kaip pirmieji žmonės Marse susisieks su Žeme
• Astropsichologija: kaip išlikti sveiko proto Marse
• Elektrinės kitose planetose: kaip mes gaminsime elektrą Marse
• Derliaus nuėmimas: kaip būsimieji naujakuriai kurs ir rinks vandenį Marse
• Astroagrikultūra: kaip auginsime pasėlius Marse