İnsan Kaşifleri Mars'a Koymanın Zor Lojistiği

İnsanlar yıldızlara baktığından beri, dışarı çıkmayı ve bu uzak yerleri ziyaret etmeyi hayal ettik. Ve hiçbir yer Mars kadar spekülasyonun hedefi olmamıştır. Şimdi, nihayet, insanoğlunun başka bir gezegene ayak basma hayalinin, yaşamımız boyunca gerçek olabileceği bir yerdeyiz.

İnsanları Mars'a göndermek için ihtiyacımız olan teknolojiyi anlıyoruz ve oraya robotik görevler gönderme deneyimimiz de var. Peki bir sonraki dev adımı ne zaman atacağız ve ilk kez başka bir gezegene mürettebatlı bir görev göndereceğiz? Ve bunun gerçekleşmesi için ne gerekiyor?

Massachusetts Institute of Technology'den, Jet Propulsion Laboratuvarı kıdemli ve baş araştırmacısı uzay uzmanı Michael Hecht ile konuştuk. Perseverance gezicisinde MOXIE oksijen üretme aleti, Dünya'dan Mars'a nasıl gittiğimizi ve ilk kez yere nasıl bot indireceğimizi anlamak için zaman.

Hep 15 yıl uzakta

Son zamanlarda Mars keşfine olan ilginin artmasıyla, insanları gerçekten gezegenin yüzeyine çıkarmaya her zamankinden daha yakınız gibi geliyor. Ve yine de, aynı zamanda sürekli olarak ulaşılamaz gibi görünen bir hedeftir.

1960'ların ve 1970'lerin Apollo misyonlarından sonra, birçok uzay meraklısı, ulaşmaya ve keşfetmeye devam edeceğimizi ve keşif için bir sonraki hedefe geçeceğimizi varsaydı: Mars. Ancak halkın ilgisi azaldı, Apollo'ya verilen destek azaldı ve o zamandan beri insanlar Dünya yörüngesinden ayrılmadı.

Aradan geçen on yıllarda, pek çok kişi, insanların yalnızca 15 yıl içinde Mars'a ayak basacağını tahmin etti; kaçınılmaz olarak yakında kızıl gezegende son bulacağız. Ancak insanları Mars'a göndermeye yönelik somut, ciddi bir görev planı henüz gerçekleşmedi.

Şu anda mürettebatlı bir Mars görevini gerçekleştirecek teknolojiye sahibiz ve konuya artan bir ilgi var. Ancak Hecht, uzay topluluğunun ve bir bütün olarak tür olarak bizim, bir görevi gerçekten gerçekleştirmek için ciddi bir finansal ve pratik taahhütte bulunmamız gerektiğini savunuyor. Bunu yapmaya karar verirsek, yapabiliriz. Ama bu taahhüdü vermemiz gerekiyor.

Hecht, "Apollon'un peşine düşebilirdik," dedi. “Zor olurdu ve tehlikeli olurdu. Ama şimdi bunu daha güvenli yapabiliriz. O zaman da gidebilirdik, şimdi de gidebiliriz.”

Döngüde bir sihirli nokta

Mürettebatlı bir Mars görevinin nasıl görünebileceğini hayal etmeye çalışırken, buradan oraya gitmenin gerçekten tek bir pratik yolu var. Mars'ın güneş etrafındaki yörüngesi nedeniyle, orada bir yıl iki Dünya yılından biraz daha kısa sürer. Seyahat süresine izin vermek, yani Dünya'dan Mars'a seyahat etmek istiyorsanız, 26 aylık bir döngüde bir dönem vardır. bu yolculuk en kolayı: İki gezegen yakın olduğunda ve Hohmann transferi denen şeye bir roket gönderilebildiğinde yörünge.

Hecht, "Bu 26 aylık döngüde sihirli bir nokta var," diye açıkladı. Bir roket Dünya'dan tam zamanında fırlatıldığında, Mars'ın yörüngesiyle Mars'ın yaptığı gibi kesişebilir. "Otoyolda şerit değiştirmek gibi."

Diğer yörüngeleri kullanarak Mars'a araç göndermek mümkün olsa da, daha zor, tehlikeli ve çok daha pahalıdır. Dolayısıyla bu 26 aylık döngü, Mars'a ne zaman görev gönderebileceğimiz konusunda pratik bir sınır koyuyor. Bu nedenle, 2020 yazında fırlatılan üç uzay aracı (NASA'nın Perseverance gezgini, Çin'in Tianwen-1 görevi ve BAE'nin Umut görevi) gibi Mars görevlerinin genellikle aynı zamanlarda başlamasının nedeni budur.

Ve diğer yöne geri gelmek için eşdeğer bir fırsat var. Bu, mürettebatlı bir Mars görevinin nasıl görüneceğine dair pragmatik bir çerçeve çiziyor: Altı veya yedi aylık bir yolculuk Dünya'dan Mars'a, yüzeyde bir buçuk yıldan biraz fazla bir süre ve önümüzdeki altı veya yedi ay daha geri. Bu toplamda yaklaşık üç yıllık bir görev.

Alıştığımızdan daha uzun bir görev

Bu üç yıllık görev süresi, insanları göndermeye alışık olduğumuzdan daha uzun bir görev olduğu için zorluklar doğuruyor. Aya yapılan görevler sadece birkaç gün sürdü ve Uluslararası Uzay İstasyonundaki mürettebat rotasyonları genellikle altı ay ile bir yıl arasında sürüyor.

İnsanların Mars yüzeyinde yaklaşık 18 ay kalması onlara ciddi bilim ve keşif yapma fırsatı veriyor ama aynı zamanda çok daha fazla risk taşıyor. Bir Mars görevinde bir sorun olursa, Dünya'dan yardım veya malzeme göndermek imkansız değilse de son derece zor olacaktır. Bir şeyler ters giderse, astronotlar kendi başlarına olacak.

Hecht, "Buraya yakın olan hiç kimse, güvenli olduğu yanılsamasına kapılmıyor" dedi. itibaren radyasyona maruz kalmanın sağlık tehdidi Kalkış ve iniş sırasındaki risklere, yaşadığınız sorunlara sıkışık koşullarda bir buçuk yıl geçirmek uzay giysisi olmadan dışarı çıkamayacağınız yer: "Riskli bir girişim."

Bu nedenle, mürettebatlı bir görev için planlamanın odak noktası, herhangi biri Dünya'dan ayrılmadan önce mümkün olduğu kadar çok temel ekipmanı yerleştirmektir. Astronotlara yönelik riskleri en aza indirmek için, astronotların gelişine hazır olması için 26 aylık döngüdeki önceki pencerede gezegene makineler ve ekipman gönderirsiniz. Astronotların oksijen ve su gibi en temel ihtiyaçlarının karşılandığından emin olmalısınız.

Hecht'in MOXIE projesi mürettebatlı bir Mars görevini mümkün kılacak ve risklerini azaltacak türden bir teknoloji örneğidir. Mars atmosferindeki bol miktardaki karbondioksitten oksijen üretmenin bir yolu ve küçük bir teknolojinin versiyonu şu anda Perseverance gezicisinin içinde ve birkaç başarılı denemeye sahip. çoktan. Bu teknolojinin daha büyük bir versiyonu, bir Mars ekibinin gelişine hazır oksijenle doldurulabilen büyük bir oksijen tankıyla birlikte Mars'a gönderilebilir.

Ay'dan Mars'a mı?

NASA, yaklaşan Artemis görevleriyle aya insanlı uzay araştırmalarına geri dönmeyi planlıyor ve Ajans, sürekli olarak aya seyahat etmenin nedenlerinden birinin, mürettebatlı bir göreve hazırlanmak olduğunu belirtti. Mars.

Eski NASA Yöneticisi Jim Bridenstine'in yakın tarihli bir raporunda belirttiği gibi, “NASA her zaman gözünü Mars'ın insanlı keşfine dikmiştir. Şimdi, insanlar tarafından sürdürülebilir ay keşfi oluşturmak için dört yıl içinde Ay'a dönüyor. On yılın sonunda, Ay'ın kızıl gezegen için kritik bir atlama taşı olduğunu açıkça görebiliyoruz. Ay'da yaşamayı ve çalışmayı öğrenmek, güneş sisteminde daha uzaklarda yaşam ararken bizi bir sonraki dev adımımıza daha da yaklaştıracak."

Bununla birlikte, ay görevlerinin Mars görevlerine tam olarak ne kadar benzediği, uzay camiasında bir tartışma konusudur. Bazıları, herhangi bir insanlı uzay keşfinin, gelecekteki çabalarda faydalı olacak bilgi, teknoloji ve prosedürlerin oluşturulmasına yardımcı olacağını iddia ediyor. Artemis astronotu Kjell Lindgren Digital Trends'e anlattı Artemis görevlerinin hedefleri hakkında onunla röportaj yaptığımızda.

Ancak Hecht gibi diğerleri, aya giderek bir Mars görevi hakkında ne kadar çok şey öğrenebileceğiniz konusunda şüpheci. Hecht, "Dürüst olmak gerekirse, ikisi arasında ortaklıklar bulmakta zorlanıyorum" dedi. Yolculukların süresi, yerçekimi ve toz ortamları açısından Mars ve Ay arasındaki farklara dikkat çekti. astronotların karşılaşacakları, atmosferin varlığı veya yokluğu ve bunun inişleri nasıl etkilediği ve hangi kaynaklar mevcut. "Bunu bir basamak olarak görmüyorum."

Söz konusu Mars olunca Hecht, “Başka bir yere giderek pratik yaptığınızı düşünmüyorum. Ancak, herhangi bir yere gitmenin - bir asteroit veya ay olması fark etmez - bize Dünya dışında operasyon yapma deneyimi kazandırdığını söyleyen insanların bakış açısını anlıyorum.

Mars'a bir misyondan yana olan insanlar, ayı ziyaret etmeye karşı olduklarından değil - genellikle uzay araştırmalarının savunucuları her türden daha fazla görevi destekliyoruz - daha ziyade Mars'a seyahat etmek istiyorsak, Mars'a ve benzersizine odaklanmalıyız. zorluklar.

Kızıl gezegen için bir McMurdo istasyonu

Mars'ta fütüristik şehirler hakkında ve yüzlerce, hatta binlerce insanı orada uzun vadeli yaşamaları için göndermek hakkında çok fazla konuşma var. Ancak abartılı fikirlerin yakın zamanda gerçekleşmesi pek olası değil. Bunun yerine, daha gerçekçi bir vizyon, Antarktika'daki McMurdo üssü gibi, bir avuç astronotun 18 aylık vardiyalarda orada vakit geçirdiği bilimsel bir araştırma karakolu olacaktır.

20 ila 25 yıl içinde Mars'a ilk mürettebatlı misyonu kurmak ve önümüzdeki on yıllar içinde orada bir araştırma karakolu kurmak mümkün olacaktır.

Böyle bir misyonun tek bir ülke tarafından planlanması ve yürütülmesi mümkün olsa da, farklı ülkeler dahil olursa daha sağlam bir misyon ortaya çıkabilir. Şu anda NASA, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Japon Uzay Ajansı gibi diğer uzay ajanslarıyla yakın işbirliği içindedir. Uzay Ajansı (JAXA), ancak ABD ile uzay misyonlarının en büyük oyuncularından biri olan Çin arasında bir ayrılık var. Bu farklı ajansların gelecekteki bir Mars görevinde birlikte çalışmaya istekli olup olmayacağı hala belirsiz.

Hecht, "Umarım, [Mars'a] ilk görev yalnızca NASA'yı ve ABD'yi kapsamaz," dedi, "Umarım Çin'i de içerir, bu yüzden sadece bir başarısızlık noktası olmaz. Bir ortak başka bir yere gitmeye karar verirse devam edecek.”

Projeye dahil olanlar sadece devlet kurumları da olmayacak. SpaceX, Blue Origin ve Boeing gibi şirketlerin tümü uzay görevlerine yoğun bir şekilde dahil oluyor ve siz Gelecekteki Mars görevlerinde alt yükleniciler ve hatta proje yöneticileri olarak yer almalarını bekleyebilirler. Peki.

Neden Mars'a gitmek?

Ne zaman Mars'a insanlı görev konusu gelse, zamana ve zamana karşı çıkanlar oluyor. böyle bir girişimin gerektireceği parayı ve bu paranın buradaki sorunları çözmek için harcanmasının daha iyi olacağını iddia ediyor. Toprak. Ve inkar edilemez bir şekilde, özellikle geçen yıl, barınma, eğitim ve sağlık gibi birçok kişinin temel ihtiyaçlarını karşılaması gereken sistemlerde çatlaklar gördük.

Ancak Hecht, sadece hayatın temel gereksinimlerini karşılamak için para harcamadığımıza dikkat çekiyor. Mars'a yeni bir bilimsel ekipman yerleştirmek için 1 milyon dolarlık fonu çılgınca bir araya getirmeye çalıştığını ve Super Bowl sırasında oynayan reklamları görmek için televizyonu açtığını anlattı. Her 30 saniyelik reklamın maliyeti, ekipmanının birkaç katını ödeyebilirdi.

"Super Bowl reklamları gibi her türlü aptalca şeye para harcıyoruz" dedi. "Ve bunların birçoğu, ister spor olsun, ister kütüphaneler, ister sanat, ister müzik, ister parklar olsun, kişisel yaşam zevkimiz ve tatminimizle ilgili. Para harcayacağımız tek şey yiyecek ve barınak olsaydı, bir toplum için oldukça zayıf bir bahane olurduk.

Uzay keşfi söz konusu olduğunda, öğretme ve ilham verme ve belki de hepsinden önemlisi evren ve onun içindeki yerimiz hakkında daha fazla şey anlama fırsatına sahibiz. Hayattaki en büyük sorulardan bazılarını yanıtlamak istiyorsak: Nereden geldik ve evrende yalnız mıyız?

Keşiften öğrendiklerimiz

Mars keşfinin pek çok savunucusu, Mars'a seyahat etmemiz gerektiğini çünkü orada Dünya hakkında öğrenebileceğimiz belirli şeyler olduğunu savunacak. ders çalışmaktan güneş sistemindeki en eski kayalardan bazıları Dünyanın oluşumu hakkında bilgi edinmek için iklim İklim değişikliğinin acil sorunu hakkında içgörü elde etmek için, Mars'ta yapılan keşiflerin Dünya'daki yaşamı iyileştirmesinin birçok yolu vardır.

Ancak Hecht'e göre, uzay görevlerini bu şekilde meşrulaştırmaya çalışmak "tarihe aykırıdır. Evet anlamında, her zaman [keşif için] bu somut faydalar olmuştur. Ama onları tahmin etmede pek iyi olmadık. Bu konuda harika olan şey bu. Gidip yeni bir yer keşfediyorsunuz ve asla öğrenmeyi beklemediğiniz bir şey öğreniyorsunuz.”

Oraya gidene kadar Mars'tan ne keşfedeceğimizi bilmiyoruz. Bu, penisilin veya X-ışınlarının tesadüfi keşiflerinden bilimsel keşifler için her zaman doğru olmuştur. Apollo ay görevleri için geliştirilen teknoloji daha iyi böbrek diyaliz makinelerine ve itfaiyeciler için gelişmiş koruyucu ekipmanlara yol açar.

Gelişen teknolojilere ve bilimsel bilgiye yönelik pragmatik avantajların ötesinde, keşfedilecek daha derin bir itici güç var. Hecht, "Bizi insan yapan bilgi arayışıdır" dedi.

"Bunu iki kayayı birbirine ilk vurduğumuzdan beri yapıyoruz. Biz bilginin peşindeyiz. Ve yeni yerlerin keşfedilmesi - işte bu yüzden okyanusun dibi de dahil olmak üzere dünyanın insanoğlunun ayak basmadığı bir köşesi yok. Yaptığımız bu."

Editörlerin Önerileri

• Kozmik iletişim: Mars'taki ilk insanlar Dünya ile nasıl iletişim kuracak?
• Astropsikoloji: Mars'ta aklı başında nasıl kalınır?
• Diğer gezegenlerdeki enerji santralleri: Mars'ta nasıl elektrik üreteceğiz?
• Hasat hidrasyonu: Gelecekteki yerleşimciler Mars'ta nasıl su yaratacak ve toplayacak?
• Astro-tarım: Mars'ta nasıl ekin yetiştireceğiz?