Mannkynið verður að yfirstíga margar hindranir áður en hægt er að hefja heimferð Mars. Það eru tveir aðalleikarar NASA і SpaceX, sem vinna náið saman í leiðangrum til Alþjóðlegu geimstöðvarinnar, en hafa samkeppnishæfar hugmyndir um hvernig áhöfn leiðangur til Mars myndi líta út.
Stærð skiptir máli
Stærsta vandamálið (eða takmörkunin) er massa farms (geimskip, fólk, eldsneyti, vistir o.s.frv.) sem þarf fyrir ferðina. Massi farmsins er venjulega aðeins lítið hlutfall af heildarmassa skotbílsins. Til dæmis vó Saturn V eldflaugin sem sendi Apollo 11 til tunglsins 3000 tonn. En það gæti aðeins skotið 140 tonnum (5% af upphaflega skotmassanum) á lága braut um jörðu og 50 tonnum (minna en 2% af upphafsskotmassanum) til tunglsins.
Massi takmarkar stærð geimfars á Mars og getu þess í geimnum. Hver aðgerð krefst eldsneytiseyðslu til að skjóta eldflaugarhreyflunum, og þetta eldsneyti verður nú að berast út í geiminn með geimförum.
Áætlun SpaceX fyrir áhöfn geimfars síns er að fylla eldsneyti í geimnum með eldsneytisflutningabíl sem er sérstaklega skotið á loft. Þetta þýðir að hægt verður að setja mun meira eldsneyti á braut en í einu skoti.
Tíminn skiptir máli
Annað mál sem er nátengt eldsneyti er tíminn. Leiðangur sem senda óáhafnar geimfar til ytri reikistjarnanna fylgja oft flóknum ferlum í kringum sólina. Þeir nota svokallaðar þyngdarafl til að fljúga á skilvirkan hátt í kringum mismunandi plánetur og ná nægum skriðþunga til að ná markmiði sínu.
Þetta sparar mikið eldsneyti en getur valdið því að þessi verkefni taka mörg ár að ljúka. Það er ljóst að þetta er óviðunandi. Bæði Jörðin og Mars eru með (næstum) hringlaga sporbraut og hreyfingu sem kallast Hohman umskipti, er hagkvæmasta leiðin til að ferðast á milli plánetanna tveggja. Reyndar, ef við förum ekki í smáatriði, fer geimskipið eitt flug eftir sporöskjulaga braut um umskipti frá einni plánetu til annarrar.
Hohmann-flutningurinn á milli jarðar og Mars tekur um 259 daga (átta til níu mánuði) og er aðeins möguleg á um það bil tveggja ára fresti vegna munarins á brautum um sól jarðar og Mars. Geimfar getur náð til Mars á skemmri tíma (SpaceX segir sex mánuði), en þú giskaðir á það, það mun þurfa meira eldsneyti.
Örugg lending
Segjum sem svo að geimfarið okkar og áhöfnin endi á Mars. Næsta verkefni er lending. Geimfar sem fer inn í lofthjúp jarðar getur notað viðnámið sem myndast af samspilinu við lofthjúpinn til að hægja á sér. Þetta gerir tækinu kleift að lenda örugglega á yfirborði jarðar (að því gefnu að það þolir viðeigandi upphitun). En lofthjúpurinn á Mars er um 100 sinnum þynnri en lofthjúpur jarðar. Þetta þýðir minni möguleika á dragi, sem gerir það ómögulegt að lenda á öruggan hátt án nokkurrar aðstoðar.
Sum verkefni lentu á loftpúðum (eins og Pathfinder verkefni NASA), á meðan önnur notuðu þrýstir (Fönix verkefni NASA). Hið síðarnefnda, aftur, krefst meira eldsneytis.
Líf á Mars
Marsdagur varir í 24 klukkustundir og 37 mínútur, en þar endar líkindin við jörðina. Þunnur lofthjúpur Mars þýðir að hann getur ekki haldið hita eins vel og jörðin, svo lífið á Mars einkennist af miklum hitasveiflum dag/nætur. Hámarkshiti á Mars er 30 ℃, sem hljómar nokkuð vel, en lágmarkshiti hans er -140 ℃ og meðalhiti er -63 ℃. Meðalhiti vetrar á suðurpól jarðar er um -49 ℃. Við þurfum því að vera mjög varkár við að velja hvar við eigum að búa á Mars og hvað á að gera við hitastigið á nóttunni.
Þyngdarafl á Mars er 38% af þyngdaraflinu á jörðinni (þannig að þú munt líða léttari), en loftið er að mestu leyti kolefni (CO₂) með nokkrum prósentum köfnunarefnis, svo það er algjörlega andarlaust. Við þurfum að byggja upp loftslagsstýrðan stað til að búa þar. SpaceX ætlar að skipuleggja nokkur fraktflug fyrir sjósetningu, þar á meðal mikilvæga innviðaaðstöðu eins og gróðurhús, sólarrafhlöður og - þú giskaðir á það - eldsneytis-loftframleiðslustöð fyrir endurkomu verkefnisins til jarðar.
Líf á Mars er mögulegt og þegar hafa verið gerðar nokkrar hermiprófanir á jörðinni til að sjá hvernig menn myndu takast á við slíka tilveru.
Þú getur lesið um það hér: Jarðfræðingar eru að móta jarðvegsaðstæður Mars til að gróðursetja Mars í framtíðinni
Farðu aftur til jarðar
Síðasta verkefnið er að hefja heimferðina og koma fólki aftur til jarðar á öruggan hátt. Apollo 11 fór inn í lofthjúp jarðar á um 40000 km/klst hraða, sem er aðeins undir þeim hraða sem þarf til að fara af sporbraut jarðar. Geimfar sem snúa aftur frá Mars munu hafa innkomuhraða andrúmsloftsins á milli 47 km/klst. og 000 km/klst., allt eftir brautinni sem þau nota til að komast til jarðar.
Þeir gætu hægt á lágum sporbraut um jörðu í um 28 km/klst áður en þeir fara aftur inn í lofthjúpinn okkar, en þú giskaðir á það, þeir þyrftu auka eldsneyti til að gera það. En þeir munu ekki geta einfaldlega brotist inn í andrúmsloftið heldur. Við þurfum bara að passa að við drepum ekki geimfarana með því að ofhlaða þá eða brenna þá út af ofhitnun.
Þetta eru aðeins nokkrar af áskorunum sem standa frammi fyrir leiðangri til Mars og allar tæknilegar byggingareiningar til að ná því eru þegar til staðar. Við þurfum bara að eyða tíma og peningum og setja þetta allt saman.
Lestu líka: