IMWU-nlSå här kommer vi till Mars
NyheterHuvudbild: NASAs rymdlanseringssystem kommer att vara en viktig del av uppdrag till Mars. Kredit: NASA / MSFC
Ända sedan början av science fiction har vi fascinerats av Mars. Vår planetariska granne har varit föremål för några av de största rymdhistorierna i historien, från invasionen av martians i världskriget så att människor går tvärtom Martianen.
Nu, efter mer än ett sekel av att drömma om den röda planeten, utveckla vetenskapliga genombrott, och undersöka sin potential för utforskning och upprätthålla livet, är vi redo att gå. Tja, nästan.
Tidigare i år släppte NASA en lägesrapport om sina planer för djuputforskning, inklusive ett uppdrag till Mars, medan amerikanska presidenten Donald Trump lovade 19,1 miljarder dollar för att hjälpa NASA att komma till Mars.
Och att komma dit handlar om mer än att bara göra ett påstående på Mars och uppfylla våra sci-fi-drivna drömmar. Många experter tror att om vi inte börjar leta efter andra platser inom vårt solsystem för att mina resurser eller ens lever, är mänskligheten på lånad tid.
Denna känsla av brådska har drivits av framstående figurer som Elon Musk och Stephen Hawking. Vid en presskonferens i norge tidigare i år sade Hawking: “Jag tror starkt att vi bör börja söka alternativa planeter för eventuell bostad [...] Vi rinner ut ur rymden på jorden och vi måste bryta igenom de tekniska begränsningarna som hindrar oss från att bo någon annanstans i universum.”
Varför är vi inte där än?
Uppdrag till Mars har diskuterats inom vetenskapsområdet i årtionden, och NASA har redan utvecklat en hel del teknik och vetenskaplig kunskap för att få oss dit.
Vi frågade astrofysiker och science writer Andrew May, författare till Destination Mars: Story of Our Quest för att erövra den röda planeten varför vi ännu inte har rört ner på martian jord.
“När det gäller grundläggande "raketvetenskap" kunde tekniken som tog Apollo till månen, ha utvidgats till ett Mars-uppdrag relativt lätt,” han förklarade.
“Det är en längre resa, men i åren sedan Apollo har det skett mycket erfarenhet av rymdflight med rymdstationer, som rymmer MIR och International Space Station (ISS). Så på teoretisk nivå finns det inget grundläggande som hindrar oss att gå till Mars.”
Så varför stannar vi fortfarande här på tråkig gammal jord och inte på semester till Cassini-krateret? Vi pratade med Dr Phil Metzger, en planetarisk fysiker som nyligen gick i pension från NASAs Kennedy Space Center, där han grundade KSC Swamp Works, som utför forskning relaterad till solsystemutforskning.
“Vi behöver utveckla tekniken, som Mars Transfer Vehicle, för att bära astronauter under en lång resa till Mars och tillbaka.” han sa det till oss. “Vi kan börja bygga den här hårdvaran nu, men pengar är en faktor.”
“Eftersom budgeten är begränsande måste vi hitta sätt att göra Mars-uppdrag mer billigt, och det innebär att vi behöver ny teknik.”
Bortsett från kostnaden måste vi också överväga följderna av att ta uppdrag längre än vi någonsin har gått förut.
“Det finns risker för att gå till månen, men om något går fel är det vanligtvis lämpliga "avbrytningsmetoder" som kan få dig säkert hem inom en dag eller två,” säger Andrew May.
“Det kommer inte att vara ett alternativ med ett Mars-uppdrag - när du är på överföringsbanan är du upptagen med en resa på minst ett och ett halvt år.”
Enligt maj är lösningen noggrann testning. “Alla system måste ha mycket hög tillförlitlighet, med flera redundans och säkerhetskopior,” han förklarade.
“Det gäller allt från raketmotorer och datorer till livsstöd och besättningens hälsa. Så det är där all planering, testning och avtagande insats måste gå.”
NASA har en plan
NASA har en detaljerad plan för att komma till den röda planeten. Resan till Mars delar upp olika faser av testning och vetenskaplig planering, i syfte att sätta människor runt om Mars runt 2030-talet. Håller tummarna.
Den första fasen kallas Earth Reliant och är inriktad på forskning ombord på International Space Station (ISS), inklusive testning av kommunikation och undersökning av hur astronauternas hälsa påverkas av långa perioder i rymden.
Därefter är Proving Ground-fasen, som innebär att man utför uppdrag nära månen, som kommer att kontrollera om all teknisk och teknik som krävs för att vi ska kunna leva och arbeta på Mars är levedyktig.
Detta är när Space Launch System kommer att testas, och Orion rymdfarkost kommer att skickas opiloterade tusentals miles bortom månen på ett ungefär tre veckors uppdrag. Nästa steg kommer att se astronauterna bemanna Orion för ett liknande uppdrag.
Slutligen kommer Earth Independent-fasen, som bygger på allt som NASA kommer att ha lärt sig hittills, i syfte att skicka människor till låg-Mars-omlopp i 2030-talet. En stor del av detta stadium är provning av inresa, nedstigning och landningsteknik.
“Eftersom budgeten är begränsande måste vi hitta sätt att göra Mars-uppdrag mer billigt, och det innebär att vi behöver ny teknik.”
Dr Phil Metzger, tidigare NASA-fysiker
Och det är inte bara NASAs ansträngningar som vi behöver hålla koll på. Organisationen har tävling i form av privata företag som Elon Musk's SpaceX och Boeing, med den tidigare inställningen att nå fram till Mars 2020.
I stället för att orsaka friktion tror många att denna tävling kommer att leda alla att utveckla mer kreativa lösningar, med NASA-lärande från privata företags erfarenheter och vice versa.
Utmaningarna att övervinna
Det är allt bra och bra att diskutera NASAs djärva planer för framtiden. Men vi ville också utforska några av den praktiska forskningen och testningen som för närvarande genomförs.
Vi pratade med Kathryn Hambleton från Directorate of Human Exploration and Operations Mission vid NASAs kommunikationslag, som sa till oss: “Det finns åtta kärnområden som vi för närvarande fokuserar på när det gäller teknisk utveckling ombord på ISS som förberedelse för resan till Mars.”
“Många av dem är oroade över tillförlitlighet, effektivitet och självständighet, så vi behöver inte bero på frekventa resupply-uppdrag eller ständig kommunikation med jorden.”
Dessa åtta kärnområden inkluderar livsstöd, miljöövervakning, besättningshälsa, extravehikulär aktivitet, strålskydd och brandsäkerhet.
I rymden finns det ingen leverans nästa dag
Det är inte svårt att tänka sig att behöva ett verktyg, extra mat, kläder eller en del medicinsk utrustning i rymden som inte har planerats för - och med resuppply-uppdrag som tar månader snarare än dagar måste alla händelser beaktas i förväg.
Ett sätt att bekämpa sådana problem är att ge astronauterna verktygen för att göra saker för sig själva. “Vi testar 3D-utskrift så att vi har möjlighet att skriva ut reservdelar och verktyg efter behov, i stället för att ta så många reservdelar som du kanske skulle tro att du kanske behöver med dig när du lämnar jorden,” Hambleton förklarade.
Hon tillade att det inte bara är viktiga delar och medicinsk utrustning som behöver övervägas, men de produkter som många av oss skulle ta för givet, som kläder.
“Vi jobbar med en lösning för kläder, eftersom astronauterna ibland bär kläder och bortskaffar dem,” hon berättade för oss. “Vi kan överväga ett tvättsystem, liksom bättre material för kläder som kan bäras längre och kontrollera lukt bättre, som ull.”
NASA lägger också stor vikt vid mat. Du kanske tror att du kan klämma några tusen av dessa måltider i flyglinjestil ombord på en Mars-bunden rymdfarkost, men utrymme kommer att vara så begränsat att ännu mer kompakta livsmedel utvecklas.
Forskare behöver också se hur mat kan påverka besättningens moral, eftersom smak och variation spelar en viktig roll i fysisk och mental välbefinnande. “Vi måste se till att vi har tillräckligt med mat i rymden för vad vi förväntar oss att vara ett treårigt uppdrag,” lägger till Hambleton. “Men det måste kunna lagras under den tiden. Och låt oss inte glömma att det måste smaka bra också.”
Med detta i åtanke testas ett ombord vegetabiliskt produktionssystem ombord på ISS, för livsmedelsproduktion, för att kontrollera temperaturen och för att hjälpa till att avlägsna koldioxid och ge en källa till syre.
Hålla sig frisk och glad i rymden
NASA har arbetat med alla slags lösningar för att säkerställa att astronauterna förblir psykiskt och fysiskt väla på långvariga rymduppdrag, från state-of-the-art träningsutrustning genom att hantera mental hälsa med bättre förståelse för sömnvågningscykler.
När det gäller hälsa, förklarade Hambleton att en hel del tanke också har satts i vad man ska göra vid en nödsituation.
“Om det finns en medicinsk nödsituation i rymden behöver astronauter träning och utrustning för att kunna diagnostisera och behandla skada eller sjukdom som vi behöver för att kunna hantera det genast. Om vi måste kommunicera med jorden kan det vara en fördröjning på 20 minuter,” hon berättade för oss.
Det är en av de många anledningarna till att stärkande kommunikationsinsatser har varit viktiga för NASA.
Senast har ett kommunikationssystem som heter LEMNOS, som står för Laser Enhanced Mission och Navigation Operational Services, konstruerats, vilket kan ge 4K Ultra-HD-video till astronauter, eftersom de kommunicerar med vänner, familj och kollegor tillbaka på jorden med minimala tider.
För att komma till Mars behöver fartyget utvecklas för att ta astronauter hela vägen dit i ett litet utrymme, samtidigt som de ger dem tillräckligt med utrymme att leva och flytta runt.
NASA har arbetat med Human Exploration Research Analog (HERA), en självständig miljö som simulerar hur det är att leva i rymden.
Tänk på det som en mock-up av ett rymdskepp med tre våningar, vardagsrum, arbetsytor och ett simulerat luftlucka. Inom detta utrymme går testpersoner om sina dagliga uppgifter, kompletterar mål och lever tillsammans.
Starta nedräkningen till touchdown
Du kanske har märkt att det inte finns någon fas i resan till Mars-planen som beskriver hur vi ska leva på Mars och börja bygga en koloni. Det beror på att det inte finns någon plan för det ännu.
“Vi närmar oss inte Mars när det gäller kolonisering, vi är inriktade på expeditioner på lång sikt,” Hambleton förklarade. “Vi vill ha en hållbar mänsklig närvaro på Mars, men det skulle likna den internationella rymdstationen eller expeditionerna till Antarktis. Vi vill ha astronauter där, men vi skulle ta hem hem med regelbunden rotation.”
Därför är det viktigt att inte enbart fokusera på NASAs ansträngningar. “Företag som SpaceX vill landa på Mars mycket tidigare, och de skulle använda mindre utvecklingsmetoder med högre risk än vad NASA kan använda, så det är möjligt att de kan göra landningsuppdrag innan NASA gör,” Metzger berättade för oss.
Att göra Mars på lång sikt
Om vi ser längre fram än NASAs nuvarande plan och för att upprätthålla livet på Mars för långsiktiga expeditioner, eller till och med kolonisering, är nyckeln att utnyttja det som finns på ytan istället för att förvänta sig att Marsplaneten rymmer oss.
“Vi måste skapa infrastruktur på Mars så snabbt som möjligt och utnyttja lokalt resurser för att minska beroende av leveranser från jorden,” Kan berätta för oss.
Metzger förklarade några av de viktigaste exemplen: “Vi kan utveckla teknik för att göra raketbränsle med kol från martens atmosfär och väte från den isiga martensjorden. Då behöver vi inte stora rymdfarkoster att skicka alla drivmedel till Mars och ner till ytan. Vi gör dem enkelt där vi behöver dem.”
Metzger anser att för att kunna använda resurser som redan finns på Mars på detta sätt måste vi börja bygga och testa tekniken så snart som möjligt.
Han förklarade: “Vi måste börja bygga gruvrobotar för att få vatten från jorden. atmosfäriska bearbetningssystem för att göra metan raketbränsle från koldioxiden; strålskydds teknik för att minska hälsoriskerna för astronauterna; Vattenrening för att få de giftiga perkloraterna ur marken, så det är säkert att dricka och använda i jordbruket. och mycket mera.”
“Med rätt infrastruktur kan vi skapa designrum för människor i hela solsystemet“
Dr Phil Metzger, tidigare NASA-fysiker
Därifrån anser Metzger att en robotindustri kan omvandla Mars, och till och med göra den till en grön planet. “Vi kunde omvandla jord till jordbruk, bygga städer och förändra atmosfärens kemi,” han sa det till oss. “Det kan återvinna sig för att lämna Mars grönt. Kraftverk i Mars-omloppet kan till och med stråla ren energi till ytan för att upprätthålla den civilisationen.”
Men låt oss inte glömma att för närvarande är många av dessa planer rent spekulativa - vi vet inte säkert hur mycket vi kan göra förrän vi kommer dit.
“Om det finns tillräckligt med resurser på Mars för att stödja livet på obestämd tid, inklusive syre, vatten, mat, bränsle, elkraft, byggmaterial och mat, ja, på papper ser det ut som svaret är ja, men vi vet inte förrän någon försöker,” Kan berätta för oss.
Utöver Mars
“Jag anser att det är etiskt nödvändigt att vi får vår civilisation utöver gränserna för vår enda planet,” Metzger berättade för oss. Även om det finns många hinder att övervinna, kan både Metzger och May tro att bosätta sig på Mars ge mänskligheten en ljus och lovande framtid.
“Sammantaget är jag väldigt optimistisk om möjligheterna,” Metzger berättade för oss. “Med rätt infrastruktur kan vi förvandla Mars, men inte bara Mars; Vi kan skapa designerrum för människor i hela solsystemet och transportnät för att ta oss dit.”
Insåg den avlägsna framtiden, tillade han: “Det blir vetenskapens guldålder i solsystemet när vi bygger observatorier och partikelkollider för stora för jorden, eftersom vi lägger vetenskapliga utposter på alla stora planetariska kroppar i solsystemet och eftersom rymdindustrins ekonomiska produktion finansierar alla vetenskap vi kan drömma om att förfölja.”
Denna artikel kommer till dig i samverkan med Vodafone