Vai cilvēki nolaidīsies uz Marsa? Uzziniet par Marsa izpētes vēsturi un 7 galvenajiem izaicinājumiem cilvēku nosūtīšanā uz Marsu

Marsa izpēte jau sen ir cilvēku aizrautība. Kaut arī misijas uz Marsu bieži tiek veltītas zinātniskās fantastikas grāmatām un filmām, realitāte var nebūt tik tālu aiz muguras. Nesenie sasniegumi kosmosa tehnoloģijās un kosmosa tirgus strauja komercializācija drīz var padarīt cilvēku misiju uz Marsu iespējamu. Turklāt, ja paskatās uz cilvēku izpētes 300 000 gadu vēsturi, ir skaidrs, ka nepieciešamība izpētīt ir būtiska mūsu dabai. Šādi veidota misija uz Marsu patiesībā nav jautājums - ja, tas drīzāk ir jautājums par to, kad.

Pāriet uz sadaļu

• Kāpēc cilvēkiem vajadzētu ceļot uz Marsu?
• Kāda ir Marsa izpētes vēsture?
• 7 galvenie izaicinājumi nokļūšanai uz Marsa
• Kā cilvēki galu galā nokļūs Marsā?
• Vai vēlaties uzzināt vairāk par kosmosa izpēti?
• Uzziniet vairāk par Krisa Hadfīlda MasterClass

Bijušais Starptautiskās kosmosa stacijas komandieris māca jums kosmosa izpētes zinātni un nākotnes nākotni.

Kāpēc cilvēkiem vajadzētu ceļot uz Marsu?

Viena no misijas uz Marsu vislielākajām sekām būtu dzīvības atrašana vai izmirušās dzīves pierādījumi, lai cik vienkārša šī dzīve būtu. Tas ne tikai atbildētu uz jautājumu, vai mēs esam vieni kosmosā, bet arī norādītu, ka visur Visumā ir dzīvības potenciāls.

Kāda ir Marsa izpētes vēsture?

Daudzi kosmosa kuģi, kas nolaidušies uz Marsa virsmas, ieskaitot Viking 1, Viking 2 un Marsa Pathfinder. Tādi kosmosa kuģi kā Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor un Mars Reconnaissance Orbiter ir veikuši apsekošanas darbus, lai kartētu Marsa virsmu. Marsa izpētes braucēji gan no NASA, gan no Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) izpētīja Marsa virsmu, vērtīgus datus un attēlus nosūtot atpakaļ uz Zemi.

2010. gadā ASV prezidents Baraks Obama Kenedija kosmosa centrā Teksasā paziņoja par priekšlikumu, kura mērķis ir Marsa misija līdz 2030. gadiem. NASA plāno uzsākt misiju Mars 2020, kas nosūtīs bezpilota Marsa desantu uz sarkano planētu, lai izpētītu dzīvības pazīmes gan pagātnē, gan tagadnē.

NASA arī testē kosmosa kuģus, kas paredzēti cilvēku pārvadāšanai uz Marsu pirmo reizi.

7 galvenie izaicinājumi nokļūšanai uz Marsa

Tehniskais un inženiertehniskais izaicinājums nokļūt uz Marsa ir biedējošs. Zemei un Marsam ir dažādas orbītas ap sauli, kas nozīmē, ka attālums starp abām planētām pastāvīgi mainās. Pat ar optimālu palaišanas logu tas joprojām ir garš ceļojums nezināmā vietā ar nepierādītu kuģi, kas velk visu nepieciešamo, bez iespējas atkārtoti piegādāt kritiskas lietas. Un tas ir tikai sākums. Citas problēmas ietver:

1. Pareiza kosmosa kuģa uzbūve . Nokļūšana uz Mēness ir trīs dienu ceļojums, tāpēc pietiks ar tādu utilitāru kosmosa kuģi kā Apollo. Pirmajai Marsa misijai nepieciešams daudz ilgāks ceļojums, tāpēc kosmosa kuģim vajadzētu būt vairāk dzīvojamās platības, vairāk vietas rezerves sistēmām, aprīkojumam pastaigām kosmosā, uzticamai vilces sistēmai un - iespējams, pats svarīgākais - atpūtas iespējām, lai astronauti būtu iesaistīti , produktīvi un prātīgi ceļojot kosmosā.
2. Gaisa un ūdens pārstrādes iespējas . Liela daļa no tā, ko dzīvības atbalsta sistēma dara Starptautiskajā kosmosa stacijā (SKS), atdarina to, kas dabiski notiek uz Zemes. Procesori attīra astronautu gaisu, filtrējot izsekojamās gāzes un izvadot to izelpoto oglekļa dioksīdu. Kur iespējams, skābekli ekstrahē un izlaiž atpakaļ salonā, bet nelielos zudumus papildina ar uzkrāto skābekli. Ūdens tiek līdzīgi pārstrādāts no urīna un sausinātājiem, parasti ar aptuveni 90% efektivitāti. Tas ir labāk nekā jebkad agrāk, taču katrs kravas kuģis joprojām ISS ved gaisu un ūdeni. Mums pašiem jāpārvar praktiski simtprocentīga pārstrāde, pirms mēs droši ceļojam uz Marsu un tālāk dziļā kosmosā.
3. Pārtikas pieaugums . Kosmosa misijās uz Marsu un ārpus tā pagatavoto ēdienu atnese kļūs mazāk praktiska. Pašlaik ISS tiek veikti eksperimenti, lai izpētītu, kā audzēt labību, pārbaudot, piemēram, kādā virzienā augs aug bez smaguma, kā apputeksnēt un kādi hidroponiskās augsnes veidi ir vislabākie. Spēja būt pašpietiekamai un audzēt pārtiku, atrodoties kosmosā, ir tikai viena no daudzajām nepieciešamajām tehnoloģijām misijām uz Marsu un turpmākajām kosmosa izpētei.
4. Nodeva par cilvēka ķermeni . Paaugstināts bezsvara stāvoklis cilvēka ķermenim rada zaudējumus. Ir ievērojama ietekme uz līdzsvaru, asinsspiediena regulēšanu, kaulu blīvumu un dažreiz redzi. Astronautiem, kas dodas uz Sarkano planētu, nebūs piezemēšanās komandas, kas palīdzētu pēc nolaišanās uz Marsa virsmas. Marsa skafandru svaram un konfigurācijai būs jāļauj arī adaptācijas periods Marsa gravitācijai. Turklāt dabiskā vide uz planētas virsmas ir nāvējoša cilvēka dzīvībai; Marsa atmosfērā ir ļoti zems gaisa spiediens, tajā nav skābekļa, 96% oglekļa dioksīda, augsts starojums un kosmiskie stari. Dzīvotnei un skafandriem būs jāaizsargā apkalpes no Marsa atmosfēras.
5. Komunikācijas trūkums . Dzīve uz Marsa būs arī psiholoģiski izaicinoša. Pat tad, kad Zeme un Marss atrodas vistuvāk, 35 miljonu jūdžu attālumā viens no otra, radioviļņi prasa apmēram četras minūtes, lai nokļūtu no šejienes uz turieni. Tātad, ja Marsa ekipāža pārraida signālu Hjūstonai, ātrākais, ko viņi dzirdēs NASA atbildi, ir astoņas minūtes vēlāk - sliktākais gadījums ir 48 minūtes vēlāk. Tādējādi saziņa reāllaikā būs neiespējama, un Marsa komandai būs jāzina, kā tehniski un garīgi būt pašpaļāvīgiem, īpaši putekļu vētras vai citas ārkārtas situācijas gadījumā.
6. Pareizā ceļa noteikšana . Jānosaka ceļš, pa kuru ejam starp Zemi un Marsu. Katra ceļojuma diena ir vēl viena diena, kas pavadīta, ēdot pārtiku, dzerot ūdeni, elpojot kuģa gaisu un radot atkritumus, kā arī pakļaujot starplanētu starojumam un kritisku sistēmu kļūmju riskam. Ja ir pietiekami daudz degvielas, var izmantot tiešāku ceļu, rupji piespiežot orbītas mehāniku. Ja mēs izgudrotu efektīvākus dzinējus, mēs varētu tos iedarbināt ilgāk un mazāk piekrastē, samazinot arī kopējo laiku.
7. Uzmanīgi piezemējoties . Pat ja mēs nokļūsim Marsa atmosfērā, nosēšanās rada vēl vienu izaicinājumu kopumu. Kad esam sasnieguši orbītas ātrumu, mēs varētu izmantot Marsa plāno atmosfēru, lai nodrošinātu bremzēšanas berzi, stūrējot, lai tajā precīzi iegremdētos, lai pakāpeniski palēninātu pareizo ātrumu. Bet visam tranzītkuģim vajadzētu būt pietiekami izturīgam, lai uzņemtu saistīto siltumu un spiedienu. Kompromisa variants varētu būt izmest biotopu, kas mūs aizveda uz Marsu, iekļūt kapsulā un braukt ar to tieši uz virsmu. Bet Marsa atmosfēra ir daudz plānāka nekā Zemes, tas nozīmē, ka izpletņi nedarbojas gandrīz tikpat labi. Tomēr tā ir pietiekami bieza, lai berze izraisītu sasilšanu, tāpēc kuģim ir nepieciešams piemērots siltuma aizsargs. Smagākais objekts, ko mēs esam nosēduši uz Marsa no 2018. gada, bija NASA Curiosity Rover (daļa no Marsa Zinātnes laboratorijas misijas), kas sver aptuveni vienu tonnu (uz Zemes). Kuģa apkalpe sver daudz vairāk nekā Marsa roveris. Lai cilvēkus novietotu uz Marsa, mums, visticamāk, būs jāizmanto Marsa atmosfēra, lai daļēji palēninātu kuģi, pēc tam ugunsdzēsības mašīnas, lai palēninātu ātrumu līdz virsmai līdz nolaišanās vietai.

Meistarklase

Ieteikts jums

Tiešsaistes nodarbības, kuras pasniedz pasaules lielākie prāti. Paplašiniet savas zināšanas šajās kategorijās.

robežlietderības samazināšanās likums

Māca kosmosa izpēti

Māca saglabāšanu

Māca zinātnisko domāšanu un komunikāciju

Māca zinātni par labāku miegu

Kā cilvēki galu galā nokļūs Marsā?

Domājiet kā profesionālis

Bijušais Starptautiskās kosmosa stacijas komandieris māca jums kosmosa izpētes zinātni un nākotnes nākotni.

Lai gan nokļūšana uz Marsa būtu finansiāli un loģistiski sarežģīta, zinātnieki uzskata, ka to galu galā var panākt, veicot dažus galvenos soļus:

• Turpiniet Mēness izpēti . Misijas uz Mēnesi un Marsu ir savstarpēji saistītas, jo Mēness piedāvā iespēju izmēģināt jaunus rīkus, piemēram, dzīvības atbalsta sistēmas un cilvēku dzīvotnes, ko varētu izmantot turpmākajā Marsa misijā. Mēness turpināšana ir kritiska, lai kādu dienu lidotu uz Marsu.
• Izstrādāt modernākas kosmosa kuģu tehnoloģijas . Dziļā kosmosā nav kosmosa staciju, kas nozīmē, ka kuģim, kas cilvēkus nogādā uz Marsu, būs jāveic ceļojums bez degvielas uzpildīšanas. NASA pašlaik izstrādā saules elektriskās piedziņas sistēmu, lai veiktu lidojumu dziļajā kosmosā. Turklāt kosmosa kuģim būs nepieciešama dziļās kosmosa navigācijas sistēma, pietiekami spēcīgas raķetes, lai virzītu astronautus brauciena garumā un atpakaļ, kā arī piezemēšanās aprīkojums, kas darbojas uz Marsa, kura atmosfēra ir vāja.
• Izstrādājiet skafandrus, lai garantētu astronautu drošību . Marsa vide ir naidīga: tās ozona slāņa trūkums nozīmē, ka nav iebūvēta vairoga pret ultravioleto starojumu, un Marsa augsnes superoksīdi var ietekmēt cilvēkus, kas staigā pa tā virsmu. Inženieriem būs jāizstrādā aizsargājošu biotopu kosmosa tērpi, lai novērstu kaitējumu cilvēka ķermenim.

Vai vēlaties uzzināt vairāk par kosmosa izpēti?

Neatkarīgi no tā, vai esat iesācējs astronautikas inženieris vai vienkārši vēlaties iegūt vairāk informācijas par kosmosa ceļojumu zinātni, ir svarīgi uzzināt par bagātīgo un detalizēto cilvēka kosmosa lidojuma vēsturi, lai saprastu, kā ir attīstījusies kosmosa izpēte. Krisa Hadfīlda kosmosa izpētes MasterClass bijušais Starptautiskās kosmosa stacijas komandieris sniedz nenovērtējamu ieskatu par to, kas nepieciešams kosmosa izpētei un kāda ir cilvēku nākotne uz pēdējās robežas. Kriss runā arī par kosmosa ceļojumu zinātni, par astronauta dzīvi un par to, kā lidošana kosmosā uz visiem laikiem mainīs jūsu domāšanas veidu par dzīvi uz Zemes.

Vai vēlaties uzzināt vairāk par kosmosa izpēti? MasterClass gadskārtējā dalība nodrošina ekskluzīvas video nodarbības no zinātniekiem un astronautiem, piemēram, Krisa Hadfīlda.