IMWU-nlSlik kommer vi til Mars
NyheterHovedbilde: NASAs Space Launch System vil være en viktig del av oppdrag til Mars. Kreditt: NASA / MSFC
Helt siden begynnelsen av science fiction har vi blitt fascinert av Mars. Vår planetariske nabo har vært gjenstand for noen av de største romhistoriene i historien, fra invasjonen av martians i verdenskrigen til at mennesker går den andre veien inn Marsboeren.
Nå, etter mer enn et århundre med å drømme om den røde planeten, utvikle vitenskapelige gjennombrudd, og undersøke potensialet for utforskning og opprettholde livet, er vi klare til å gå. Vel, nesten.
Tidligere i år utgav NASA en fremdriftsrapport om planene for dyb romutforskning, inkludert et oppdrag til Mars, mens amerikanske president Donald Trump ga $ 19,1 milliarder dollar til finansiering for å hjelpe NASA til Mars.
Og å komme seg om det handler om mer enn å bare sette et krav på Mars og oppfylle våre sci-fi-fueled drømmer. Mange eksperter tror at hvis vi ikke begynner å lete etter andre steder i vårt solsystem for å få ressurser, eller til og med lever, er menneskeheten på låne tid.
Denne følelsen av haster har blitt drevet av fremtredende figurer som Elon Musk og Stephen Hawking. På en pressekonferanse i Norge tidligere i år sa Hawking: “Jeg tror sterkt på at vi skal begynne å søke alternative planeter for mulig bolig [...] Vi løper ut av verdensrommet på jorden, og vi må bryte gjennom de tekniske begrensningene som hindrer oss fra å bo andre steder i universet.”
Hvorfor er vi ikke der ennå?
Oppdrag til Mars har blitt diskutert blant det vitenskapelige samfunnet i flere tiår, og NASA har allerede utviklet mye teknologi og vitenskapelig kunnskap for å komme oss dit.
Vi spurte astrofysiker og vitenskapskritiker Andrew May, forfatter av Destinasjon Mars: Historien om vår søken for å erobre den røde planeten, hvorfor vi ennå ikke har rørt ned på jordens jord.
“Når det gjelder grunnleggende "rakettvitenskap", kunne teknologien som tok Apollo til månen, blitt utvidet til et Mars-oppdrag relativt lett,” han forklarte.
“Det er en lengre reise, men i årene etter Apollo har det vært rikelig med erfaring med langvarig romflytur, med jordbølgende romstasjoner som MIR og International Space Station (ISS). Så på et teoretisk nivå er det ikke noe grunnleggende som hindrer oss i å gå til Mars.”
Så hvorfor står vi fast her på kjedelig gammel jord og ikke på ferie til Cassini-krateret? Vi snakket med dr. Phil Metzger, en planetarisk fysiker som nylig ble pensjonert fra NASAs Kennedy Space Center, hvor han co-grunnla KSC Swamp Works, utfører forskning relatert til solsystemutforskning.
“Vi må utvikle teknologien, som Mars Transfer Vehicle, for å bære astronauter under en lang reise til Mars og tilbake.” han fortalte oss. “Vi kan begynne å bygge denne maskinvaren nå, men penger er en faktor.”
“Siden budsjettet er begrenset, må vi finne måter å gjøre Mars-oppdragene mer rimelig, og det betyr at vi trenger ny teknologi.”
Bortsett fra kostnaden, må vi også vurdere konsekvensene av å ta oppdrag lenger enn vi noen gang har gått før.
“Det er risiko for å gå til månen, men hvis noe går galt, er det vanligvis praktiske "abortmoduser" som kan få deg trygt hjemme innen en dag eller to,” sier Andrew May.
“Det vil ikke være et alternativ med Mars-oppdraget - når du er på overføringsbanen, er du forpliktet til en reise på minst et og et halvt år.”
Ifølge mai er løsningen streng testing. “Alle systemer må ha svært høy pålitelighet, med flere redundanser og sikkerhetskopier,” han forklarte.
“Det gjelder alt fra rakettmotorer og datamaskiner til livsstøtte og helsen til mannskapet. Så det er der all planlegging, testing og risikofylt innsats må gå.”
NASA har en plan
NASA har en detaljert plan for å komme til den røde planeten. Journey to Mars deler opp de forskjellige faser av testing og vitenskapelig planlegging, med sikte på å sette mennesker i bane rundt Mars innen 2030-årene. Fingrene krysset.
Den første fasen kalles Earth Reliant, og er fokusert på forskning ombord på International Space Station (ISS), inkludert testing av kommunikasjon og undersøkelse av hvordan astronauters helse påvirkes av lange perioder i rommet.
Neste opp er Proving Ground-fasen, som innebærer å gjennomføre oppdrag nær månen, som vil sjekke om alt teknikk og engineering som trengs for oss å leve og jobbe på Mars, er levedyktig.
Dette er når Space Launch System vil bli testet, og Orion-romfartøyet vil bli sendt upilotert tusenvis av miles utover månen på en omtrent tre ukers oppgave. Den neste fasen vil se astronautene bemanne Orion for et lignende oppdrag.
Endelig kommer Earth Independent-fasen, som vil bygge på alt som NASA vil ha lært så langt, med sikte på å sende mennesker til lav-Mars-bane innen 2030-årene. En stor del av dette stadiet er testing av inngang, nedstigning og landingsteknikker.
“Siden budsjettet er begrenset, må vi finne måter å gjøre Mars-oppdragene mer rimelig, og det betyr at vi trenger ny teknologi.”
Dr Phil Metzger, tidligere NASA fysiker
Og det er ikke bare NASAs innsats som vi trenger å holde øye med. Organisasjonen har konkurranse i form av private selskaper som Elon Musk's SpaceX og Boeing, med den tidligere innstillingen et mål å ankomme på Mars innen 2020.
I stedet for å forårsake friksjon, men mange tror at denne konkurransen vil føre alle til å utvikle mer kreative løsninger, med NASA læring fra erfaringer fra private selskaper og omvendt.
Utfordringene å overvinne
Det er alt bra og bra å diskutere NASAs dristige planer for fremtiden. Men vi ønsket også å utforske noen av de praktiske undersøkelsene og testene som nå utføres.
Vi snakket med Kathryn Hambleton fra Human Exploration and Operations Mission Directorate ved NASA kommunikasjonsteam, som fortalte oss: “Det er åtte kjerneområder som vi for tiden fokuserer på når det gjelder teknologiutvikling ombord på ISS som forberedelse til reisen til Mars.”
“Mange av dem er opptatt av pålitelighet, effektivitet og uavhengighet, så vi trenger ikke å stole på hyppige resupply-oppdrag eller konstant kommunikasjon med Jorden.”
Disse åtte kjerneområdene inkluderer livsstøtte, miljøovervåkning, mannskapshelse, ekstravekulær aktivitet, strålevern og brannsikkerhet.
I rommet er det ingen levering neste dag
Det er ikke vanskelig å tenke seg å trenge et verktøy, ekstra mat, klær eller et medisinsk utstyr i rom som ikke er planlagt for - og med resuppply oppdrag som tar måneder i stedet for dager, må alle eventualiteter vurderes på forhånd.
En av måtene å bekjempe slike problemer er å gi astronautene verktøyene for å lage ting for seg selv. “Vi tester 3D-utskrift, slik at vi har muligheten til å skrive ut reservedeler og verktøy etter behov, i stedet for å ta så mange reservedeler som muligens du kanskje trenger med deg når du forlater jorden,” Hambleton forklarte.
Hun la til at det ikke bare er viktige deler og medisinsk utstyr som må vurderes, men det er mange av oss som tar for gitt, for eksempel klær.
“Vi jobber med en løsning for klær, for i øyeblikket bruker astronauter seg ofte klær og avhenger dem,” hun fortalte oss. “Vi kan vurdere et vaskeri system, samt bedre materialer for klær som kan brukes lengre og kontrollere lukt bedre, som ull.”
NASA legger også stor vekt på mat. Du tror kanskje at du kan klemme noen få tusen av de måltider ombord på et Mars-bundet romfartøy, men plass vil være så begrenset at enda mer kompakte matvarer blir utviklet.
Forskere må også se hvordan mat kan påvirke mannskapets moral, siden smak og variasjon spiller en viktig rolle i fysisk og mental velvære. “Vi må sørge for at vi har nok mat i rommet til det vi forventer å være en treårig oppgave,” legger til Hambleton. “Men det må kunne lagres i den lengden av tiden. Og la oss ikke glemme det må smake godt også.”
Med dette i bakhodet blir et ombord vegetabilsk produksjonssystem testet ombord på ISS, for matproduksjon, for å kontrollere temperaturen og for å eliminere karbondioksid og gi en kilde til oksygen.
Holde seg frisk og glad i rommet
NASA har jobbet på alle slags løsninger for å sikre at astronautene forblir mentalt og fysisk godt på langvarige romoppdrag, fra toppmoderne treningsutstyr gjennom å administrere mental helse med bedre forståelse av søvnvåkningssykluser.
Når det gjelder helse, forklarte Hambleton at det også har vært mye å tenke på hva man skal gjøre i nødstilfeller.
“Hvis det er en medisinsk nødsituasjon i rommet, vil astronauter trenge trening og utstyr for å kunne diagnostisere og behandle skade eller sykdom vi trenger for å kunne håndtere det med en gang. Hvis vi må kommunisere med jorden, kan det være et lag på 20 minutter,” hun fortalte oss.
Det er en av de mange grunnene til at styrking av kommunikasjonsarbeidet har vært viktig for NASA.
Senest har et kommunikasjonssystem som heter LEMNOS, som står for Laser Enhanced Mission og Navigation Operational Services, blitt utviklet, noe som kunne bringe 4K Ultra-HD-video til astronauter da de kommuniserer med venner, familie og kolleger tilbake på jorden med minimal forsinketid.
For å komme til Mars må fartøyet utvikles for å ta astronauter hele veien der i et lite rom, samtidig som de gir dem nok plass til å leve og flytte rundt.
NASA har jobbet med Human Exploration Research Analog (HERA), et selvstendig miljø som simulerer hvordan det er å leve i rommet.
Tenk på det som en mock-up av et romskip med tre historier, oppholdsrom, arbeidsområder og en simulert airlock. I dette rommet går testpersoner om de daglige oppgavene, fullfører målene og lever sammen.
Starter nedtellingen til touchdown
Du har kanskje lagt merke til at det ikke er noen fase av Journey to Mars-planen som skisserer hvordan vi skal leve på Mars og begynne å bygge en koloni. Det er fordi det ikke er noen plan for det ennå.
“Vi nærmer oss ikke Mars når det gjelder kolonisering, [vi er] fokusert på ekspedisjoner på lang sikt,” Hambleton forklarte. “Vi ønsker en vedvarende menneskelig tilstedeværelse på Mars, men det ville lignes på den internasjonale romstasjonen eller ekspedisjonene til Antarktis. Vi vil ha astronauter der, men vi vil bringe dem hjem på vanlig rotasjon.”
Derfor er det viktig å ikke bare fokusere på NASAs innsats. “Bedrifter som SpaceX vil lande på Mars mye tidligere, og de vil bruke mindre utviklingsmetoder med høyere risiko enn NASA er i stand til å ansette, så det er mulig at de kan gjøre landingsoppdrag før NASA gjør,” Metzger fortalte oss.
Å gjøre Mars på lang sikt
Hvis vi ser lenger fram enn NASAs nåværende plan og mot å opprettholde livet på Mars for langsiktige ekspedisjoner, eller til og med kolonisering, er nøkkelen å utnytte det som er på overflaten, i stedet for å forvente at Mars-planeten skal imøtekomme oss.
“Vi må skape infrastruktur på Mars så raskt som mulig, og gjøre omfattende bruk av lokale ressurser for å redusere tilliten til forsyninger fra Jorden,” Kan fortelle oss.
Metzger forklarte noen av de viktigste eksemplene: “Vi kan utvikle teknologi for å lage rakettbrensel ved hjelp av karbon fra atmosfæren i Martian og hydrogen fra den isete marsjorden. Da trenger vi ikke store romskip for å sende alle drivstoffene til Mars og ned til overflaten. Vi gjør dem enkelt der vi trenger dem.”
Metzger mener at for å kunne bruke ressurser som allerede finnes på Mars på denne måten, må vi begynne å bygge og teste teknologien så snart som mulig.
Han forklarte: “Vi må begynne å bygge mineb robotter for å få vann fra jorda; atmosfæriske prosessanlegg for å lage metan-rakettbrensel fra karbondioksidet; strålingsskjermingsteknologi for å redusere helserisiko for astronautene; vannopprydding for å få giftige perklorater ut av jorda, så det er trygt å drikke og bruke i landbruket; og mye mer.”
“Med riktig infrastruktur kan vi skape designerrom for mennesker gjennom hele solsystemet“
Dr Phil Metzger, tidligere NASA fysiker
Derfra mener Metzger at en robotindustri kan forvandle Mars, og til og med gjøre den til en grønn planet. “Vi kunne forvandle jord til jordbruk, bygge byer og forandre atmosfærens kjemi,” han fortalte oss. “Det kan gjenvinne seg selv for å forlate Mars grønt. Kraftverk i Mars-bane kan til og med stråle ren energi til overflaten for å opprettholde den sivilisasjonen.”
Men la oss ikke glemme at for tiden er mange av disse planene rent spekulative - vi vet ikke sikkert hvor mye vi kan gjøre før vi kommer dit.
“Om det er nok ressurser på Mars for å støtte livet på ubestemt tid, inkludert oksygen, vann, mat, drivstoff, elektrisitet, byggematerialer og måltider, vel, på papir ser det ut til at svaret er ja, men vi vet ikke før noen prøver,” Kan fortelle oss.
Utover Mars
“Jeg synes det er etisk nødvendig at vi får vår sivilisasjon utover grensene for vår eneste planet,” Metzger fortalte oss. Selv om det er mange hindringer å overvinne, kan både Metzger og May tro på å bosette seg på Mars gi menneskeheten en lysende og lovende fremtid.
“Totalt er jeg veldig optimistisk om mulighetene,” Metzger fortalte oss. “Med riktig infrastruktur kan vi forvandle Mars, men ikke bare Mars; Vi kan skape designerrom for mennesker gjennom solsystemet, og transportnettverk for å ta oss dit.”
Ser på den fjerne fremtiden, la han til: “Det blir vitenskapens gyldne tidsalder i solsystemet når vi bygger observatorier og partikkelkolliderer for store for jorda, da vi legger vitenskapelige utposter på hver stor planetarisk kropp i solsystemet, og som den økonomiske produksjonen fra romindustrien finansierer alle vitenskap vi kan drømme om å forfølge.”
Denne artikkelen er hentet til deg i samarbeid med Vodafone