İnsan Kaşifleri Mars'a Göndermenin Zorlu Lojistiği

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

Mars'a insan göndermek için ihtiyacımız olan teknolojiyi anlıyoruz ve oraya robotik görev gönderme deneyimine de sahibiz. Peki bir sonraki dev adımı ne zaman atacağız ve ilk kez başka bir gezegene mürettebatlı bir görev göndereceğiz? Peki bunun gerçekleşmesi için ne gerekecek?

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden uzay uzmanı, Jet Propulsion Laboratuvarı emektarı ve araştırma ekibinin baş araştırmacısı Michael Hecht ile konuştuk. Dünya'dan Mars'a nasıl gideceğimizi ve ilk kez yere nasıl ayak basacağımızı anlamak için Perseverance gezginindeki MOXIE oksijen üreten alet zaman.

Her zaman 15 yıl uzakta

Son zamanlarda Mars keşfine olan ilginin artmasıyla, insanları gezegenin yüzeyine çıkarmaya her zamankinden daha yakın olduğumuzu hissediyoruz. Ancak yine de bu, sürekli ulaşılamayacak gibi görünen bir hedeftir.

1960'lı ve 1970'li yıllardaki Apollo misyonlarından sonra birçok uzay meraklısı, ulaşıp keşfetmeye devam edeceğimizi ve bir sonraki keşif hedefine geçeceğimizi varsaydı: Mars. Ancak halkın ilgisi azaldı, Apollo'ya verilen destek kurudu ve insanlar o zamandan beri 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 gezegene varacağız. Ancak insanları Mars'a gönderecek somut ve ciddi bir görev planı henüz hayata geçirilmedi.

Artık mürettebatlı bir Mars misyonunu gerçekleştirecek teknolojiye sahibiz ve konuya olan ilgi giderek artıyor. Ancak Hecht, uzay topluluğunun ve bir bütün olarak tür olarak bizim, bir görevi gerçekten gerçekleştirmek için henüz ciddi bir mali ve pratik taahhütte bulunmadığımızı savunuyor. Eğer bunu yapmaya karar verirsek bunu yapabiliriz. Ancak bu taahhüdü yerine getirmemiz gerekiyor.

Hecht, "Apollo'nun peşinden gidebilirdik" dedi. “Zor olurdu ve tehlikeli olurdu. Ama artık bunu daha güvenli bir şekilde yapabiliriz. O zaman gidebilirdik, şimdi de gidebiliriz.”

Döngüdeki sihirli bir nokta

Mürettebatlı bir Mars görevinin neye benzeyebileceğini hayal etmeye çalışırken, buradan oraya gitmenin aslında tek bir pratik yolu var. Mars'ın Güneş etrafındaki yörüngesi nedeniyle orada bir yıl iki Dünya yılından biraz daha kısa sürer. Seyahat süresini hesaba katarsak, bu, Dünya'dan Mars'a seyahat etmek istiyorsanız, 26 aylık bir döngüde bir dönem olduğu anlamına gelir. bu yolculuk en kolay olanıdır: İki gezegen birbirine yakın olduğunda ve Hohmann transferi denilen şeye bir roket gönderilebildiğinde yörünge.

Hecht, "Bu 26 aylık döngüde sihirli bir nokta var" diye açıkladı. Bir roket Dünya'dan doğru zamanda fırlatıldığında, Mars'ın yörüngesiyle aynı anda Mars'ın yörüngesiyle kesişebilir. “Otoyolda şerit değiştirmek gibi.”

Diğer yörüngeleri kullanarak Mars'a araç göndermek mümkün olsa da bu daha zor, tehlikeli ve çok daha pahalıdır. Yani bu 26 aylık döngü, Mars'a ne zaman görev gönderebileceğimize pratik bir sınır getiriyor. Mars misyonlarının, 2020 yazında fırlatılan üç uzay aracı (NASA'nın Perseverance gezgini, Çin'in Tianwen-1 misyonu ve BAE'nin Hope misyonu) gibi sıklıkla aynı anda başlamasının nedeni budur.

Ve diğer yöne geri dönmek için de eşdeğer bir fırsat var. Bu, mürettebatlı bir Mars misyonunun neye benzeyeceğine dair pragmatik bir çerçeve ortaya koyuyor: Altı veya yedi aylık bir yolculuk Dünya'dan Mars'a, yüzeyde bir buçuk yıldan biraz fazla zaman var ve bir altı ya da yedi ay daha geliyor geri. Bu toplamda yaklaşık üç yıllık bir görev anlamına geliyor.

Alıştığımızdan daha uzun bir görev

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

İnsanları yaklaşık 18 ay boyunca Mars yüzeyinde tutmak onlara ciddi bilim ve keşif yapma fırsatı veriyor ama aynı zamanda çok daha fazla risk taşıyor. Mars görevinde bir sorun varsa, Dünya'dan yardım veya malzeme göndermek imkansız olmasa da son derece zor olacaktır. Bir şeyler ters giderse astronotlar kendi başlarına kalacaklar.

Hecht, "Buraya yakın olan hiç kimse buranın güvenli olduğu yanılsamasına kapılmıyor" dedi. itibaren Radyasyona maruz kalmanın sağlık tehdidi Kalkış ve iniş sırasındaki risklere, ortaya çıkan sorunlara bir buçuk yılını sıkışık koşullarda geçirmek uzay giysisi olmadan dışarı çıkamayacağınız yer: "Bu riskli bir girişim."

Bu nedenle, mürettebatlı bir görev için planlamanın odak noktası, herhangi biri Dünya'yı terk etmeden önce mümkün olduğu kadar çok sayıda temel ekipmanın yerine yerleştirilmesidir. Astronotlara yönelik riskleri en aza indirmek için, 26 aylık döngünün önceki penceresinde gezegene makine ve ekipman göndererek astronotların gelişine hazır olmasını sağlarsınız. Astronotların oksijen ve su gibi en temel ihtiyaçlarının karşılandığından emin olmanız gerekiyor.

Hecht'in MOXIE projesi mürettebatlı bir Mars misyonunu mümkün kılacak ve risklerini azaltacak teknoloji türünün bir örneğidir. Bu, Mars atmosferinde bol miktarda bulunan karbondioksitten oksijen üretmenin bir yoludur ve küçük bir teknolojinin versiyonu şu anda Perseverance gezgininin içinde ve birçok başarılı çalışma gerçekleştirdi. çoktan. Bu teknolojinin daha büyük bir versiyonu, Mars mürettebatının gelişine hazır, oksijenle doldurulabilecek büyük bir oksijen tankıyla birlikte Mars'a gönderilebilir.

Ay'dan Mars'a mı?

NASA, yaklaşan Ay'a yapılacak Artemis görevleriyle insanlı uzay araştırmalarına geri dönmeyi planlıyor. Ajans sürekli olarak aya seyahat etmenin nedenlerinden birinin mürettebatlı bir göreve hazırlanmak olduğunu belirtiyor. Mars.

Eski NASA Yöneticisi Jim Bridenstine'in yakın tarihli bir raporunda belirttiği gibi, “NASA her zaman gözünü Mars'ın insan tarafından keşfedilmesine dikti. Artık insanlar, sürdürülebilir ay araştırmaları gerçekleştirmek için dört yıl içinde Ay'a dönüyor. On yılın sonunda Ay'ın kızıl gezegene giden kritik bir basamak olduğunu açıkça görebiliyoruz. Ay'da yaşamayı ve çalışmayı öğrenmek, güneş sisteminin daha uzaklarında yaşam ararken bizi bir sonraki dev sıçramamıza daha da yaklaştıracak."

Ancak ay görevlerinin Mars görevlerine tam olarak ne kadar benzediği uzay camiasında bir tartışma konusudur. Bazıları, insanlı uzay araştırmalarının gelecekteki çabalarda faydalı olacak bilgi, teknoloji ve prosedürlerin geliştirilmesine yardımcı olacağını ileri sürüyor. Artemis astronotu Kjell Lindgren Digital Trends'e anlattı Artemis görevlerinin hedefleri hakkında onunla röportaj yaptığımızda.

Ancak Hecht gibi diğerleri, aya giderek Mars misyonu hakkında ne kadar bilgi edinebileceğiniz konusunda şüpheci. Hecht, "Dürüst olmak gerekirse ikisi arasında ortak noktalar bulmakta zorlanıyorum" dedi. Yolculukların süresi, yer çekimi ve tozlu ortamlar açısından Mars ile Ay arasında farklılıklar olduğuna dikkat çekti. Astronotların karşılaşacakları atmosferin varlığı veya yokluğu, bunun inişleri nasıl etkilediği ve kullanılan kaynaklar mevcut. "Bunu bir basamak olarak görmüyorum."

Konu Mars olunca Hecht, “Başka bir yere giderek pratik yaptığınızı düşünmüyorum. Ancak herhangi bir yere gitmenin (asteroit ya da ay olması fark etmez) bize Dünya dışında operasyon deneyimi kazandırdığını söyleyen insanların bakış açısını da anlıyorum.”

Mars'a bir görev yapılmasını destekleyen insanlar, genel olarak uzay araştırmalarının savunucuları olan Ay'ın ziyaret edilmesine karşı değiller. Her türden daha fazla misyonu destekleyeceğiz - daha doğrusu, eğer Mars'a seyahat etmek istiyorsak, Mars'a ve onun eşsizliğine odaklanmamız gerekiyor. zorluklar.

Kızıl gezegen için bir McMurdo istasyonu

Mars'taki fütüristik şehirlerden ve yüzlerce, hatta binlerce insanın uzun vadede orada yaşaması için gönderilmesinden çokça bahsediliyor. Ancak bu zor fikirlerin yakın zamanda gerçekleşmesi pek mümkün görünmüyor. Bunun yerine, Antarktika'daki McMurdo üssü gibi, bir avuç astronotun 18 aylık vardiyalar halinde orada vakit geçirdiği bir bilimsel araştırma karakolu daha gerçekçi bir vizyon olabilir.

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

Böyle bir misyonun tek bir ülke tarafından planlanıp yürütülmesi mümkün olsa da, farklı ülkelerin katılımıyla 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 görevlerindeki en büyük oyunculardan biri olan Çin arasında bir ayrılık var. Bu farklı kurumların gelecekteki bir Mars görevinde birlikte çalışmaya istekli olup olmayacakları hala belirsiz.

Hecht, "Umarım, Mars'a yapılacak bu ilk görev yalnızca NASA'yı ve yalnızca ABD'yi kapsamaz" dedi. "Umarım Çin'i de kapsayacak, dolayısıyla tek bir başarısızlık noktası olmayacak. Ortaklardan biri başka bir yere gitmeye karar verirse bu devam edecek.”

Projede yer alan sadece devlet kurumları da olmayacak. SpaceX, Blue Origin ve Boeing gibi şirketlerin tümü uzay görevleriyle yoğun olarak ilgileniyor ve siz gelecekteki Mars görevlerinde taşeron veya proje yöneticisi olarak yer almalarını bekleyebiliriz. Peki.

Neden Mars'a gidelim?

Ne zaman Mars'a mürettebatlı görev konusu açılsa, her zaman zamana ve zamana itiraz edenler olur. böyle bir girişimin gerektireceği para ve bu paranın buradaki sorunları çözmek için harcanmasının daha iyi olacağını savunuyor Toprak. Ve inkar edilemez bir şekilde, özellikle geçen yıl, pek çok kişinin barınma, eğitim ve sağlık gibi temel ihtiyaçlarını karşılaması gereken sistemlerde çatlaklar gördük.

Ancak Hecht, parayı yalnızca yaşamın temel gereksinimlerini karşılamak için harcamadığımıza dikkat çekiyor. Mars'a yeni bir bilimsel ekipman yerleştirmek için çılgınlar gibi 1 milyon dolarlık fon toplamaya çalıştığını ve Super Bowl sırasında gösterilen reklamları izlemek için televizyonu açtığını anlattı. Her 30 saniyelik reklamın maliyeti, ekipmanının birkaç katını amorti edebilirdi.

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

Uzay araştırmaları söz konusu olduğunda öğretme ve ilham verme ve belki de en önemlisi evren ve onun içindeki yerimiz hakkında daha fazla bilgi edinme fırsatına sahibiz. Hayattaki en büyük sorulardan bazılarını yanıtlamak istiyorsak: Nereden geldik ve evrende yalnız mıyız? O zaman gezegenimizin ötesine geçip keşfetmemiz gerekiyor.

Keşiflerden öğrendiklerimiz

Mars keşfinin birçok savunucusu, Mars'a gitmemiz gerektiğini çünkü orada Dünya hakkında öğrenebileceğimiz belirli şeyler olduğunu savunacak. Çalışmaktan Güneş sistemindeki en eski kayalardan bazıları Dünya'nın oluşumunu öğrenmek ve araştırma yapmak iklim Acil iklim değişikliği sorunu hakkında fikir sahibi olmak için, Mars'ta yapılan keşiflerin Dünya'daki yaşamı iyileştirmesinin birçok yolu var.

Ancak Hecht'e göre uzay görevlerini bu şekilde meşrulaştırmaya çalışmak “tarihle çelişiyor. Evet anlamında, her zaman [keşfetmenin] somut faydaları olmuştur. Ancak bunları tahmin etmekte pek başarılı olamadık. Harika olan da bu. Gidip yeni bir yeri keşfediyorsunuz ve öğrenmeyi hiç beklemediğiniz bir şeyi öğreniyorsunuz.”

Oraya gidene kadar Mars'ta ne keşfedeceğimizi bilmiyoruz. Bu, bilimsel keşifler için her zaman geçerli olmuştur - penisilinin veya X ışınlarının kazara keşfedilmesinden, Apollo ay görevleri için geliştirilen teknoloji itfaiyeciler için daha iyi böbrek diyaliz makinelerine ve gelişmiş koruyucu ekipmanlara yol açacaktır.

Gelişen teknolojiler ve bilimsel bilginin pragmatik avantajlarının ötesinde, keşfedilecek daha derin bir dürtü var. Hecht, "Bilgi arayışı bizi insan yapan şeydir" dedi.

“Bunu iki kayayı ilk kez birbirine vurduğumuzdan beri yapıyoruz. Biz bilginin peşindeyiz. Ve yeni yerlerin keşfi; işte bu yüzden, okyanusun dibi de dahil olmak üzere, dünya üzerinde insanoğlunun ayak basmadığı bir köşesi yok. Yaptığımız bu."

Editörlerin Önerileri

• Kozmik iletişim: Mars'taki ilk insanlar Dünya ile nasıl iletişim kuracak?
• Astropsikoloji: Mars'ta nasıl aklı başında kalınır?
• Diğer gezegenlerdeki enerji santralleri: Mars'ta nasıl elektrik üreteceğiz?
• Hidrasyon hasadı: Gelecekteki yerleşimciler Mars'ta suyu nasıl yaratacak ve toplayacak?
• Astrotarım: Mars'ta nasıl mahsul yetiştireceğiz?