Czy ludzie wylądują na Marsie? Poznaj historię eksploracji Marsa i 7 kluczowych wyzwań związanych z wysyłaniem ludzi na Marsa

Eksploracja Marsa od dawna jest przedmiotem ludzkiej fascynacji. Chociaż misje na Marsa są często tematem książek i filmów science fiction, rzeczywistość może nie być tak daleko w tyle. Ostatnie postępy w technologii kosmicznej i szybka komercjalizacja rynku kosmicznego mogą wkrótce umożliwić ludzką misję na Marsa. Co więcej, jeśli spojrzysz na 300 000-letnią historię ludzkiej eksploracji, oczywiste jest, że potrzeba eksploracji ma fundamentalne znaczenie dla naszej natury. W ten sposób ujęta w misję na Marsa nie jest tak naprawdę kwestią „czy” – raczej kwestią „kiedy”.

Przejdź do sekcji

• Dlaczego ludzie powinni podróżować na Marsa?
• Jaka jest historia eksploracji Marsa?
• 7 kluczowych wyzwań związanych z dostaniem się na Marsa
• Jak ludzie ostatecznie dotrą na Marsa?
• Chcesz dowiedzieć się więcej o eksploracji kosmosu?
• Dowiedz się więcej o MasterClass Chrisa Hadfielda

Były dowódca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej uczy Cię nauki o eksploracji kosmosu i tego, co przyniesie przyszłość.

Dlaczego ludzie powinni podróżować na Marsa?

Jednym z największych skutków misji na Marsa byłoby znalezienie życia lub dowodów na wymarłe życie, bez względu na to, jak proste może być to życie. Nie tylko odpowiadałoby na pytanie, czy jesteśmy sami w kosmosie, ale także wskazuje, że wszędzie we wszechświecie istnieje potencjał życia.

Jaka jest historia eksploracji Marsa?

Wiele statków kosmicznych, które wylądowały na powierzchni Marsa, w tym Viking 1, Viking 2 i Mars Pathfinder. Statki kosmiczne, takie jak Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, Mars Odyssey z 2001 r., Mars Global Surveyor i Mars Reconnaissance Orbiter, przeprowadziły prace badawcze, aby zmapować powierzchnię Marsa. Mars Exploration Rovers z NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) badały powierzchnię Marsa, wysyłając na Ziemię cenne dane i obrazy.

W 2010 roku prezydent USA Barack Obama ogłosił w Kennedy Space Center w Teksasie propozycję mającą na celu załogową misję na Marsa do 2030 roku. NASA planuje uruchomić misję łazika Mars 2020, która wyśle ​​bezzałogowy lądownik marsjański na czerwoną planetę w celu zbadania oznak życia, zarówno przeszłych, jak i obecnych.

NASA po raz pierwszy testuje także statek kosmiczny przeznaczony do transportu ludzi na Marsa.

7 kluczowych wyzwań związanych z dostaniem się na Marsa

Techniczne i inżynieryjne wyzwanie, jakim jest dostanie się na Marsa, jest zniechęcające. Ziemia i Mars mają różne orbity wokół Słońca, co oznacza, że ​​odległość między tymi dwiema planetami stale się zmienia. Nawet z optymalnym okresem startu, wciąż jest to długa podróż w nieznane z niesprawdzonym statkiem, przewożąc wszystko, czego potrzebujesz, bez możliwości uzupełnienia krytycznych przedmiotów. A to dopiero początek. Inne wyzwania to:

1. Budowanie odpowiedniego statku kosmicznego . Dotarcie na Księżyc to trzydniowa podróż, więc wystarczy statek kosmiczny użytkowy, taki jak Apollo. Pierwsza misja na Marsa wymaga znacznie dłuższej podróży, więc statek kosmiczny musiałby mieć więcej przestrzeni życiowej, więcej miejsca na systemy zapasowe, sprzęt do spacerów kosmicznych, niezawodny system napędowy i – co być może najważniejsze – zaplecze rekreacyjne, aby utrzymać zaangażowanie astronautów , produktywny i zdrowy na umyśle podczas podróży kosmicznych.
2. Możliwości recyklingu powietrza i wody . Wiele z tego, co system podtrzymywania życia robi na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) naśladuje to, co dzieje się naturalnie na Ziemi. Procesory oczyszczają powietrze astronautów, filtrując gazy śladowe i usuwając wydychany przez nich dwutlenek węgla. Tam, gdzie to możliwe, tlen jest odsysany i uwalniany z powrotem do kabiny, ale niewielkie straty są uzupełniane zmagazynowanym tlenem. Woda jest podobnie poddawana recyklingowi z moczu i osuszaczy, zwykle z około 90% wydajnością. To lepiej niż kiedykolwiek, ale każdy statek towarowy wciąż przewozi powietrze i wodę na ISS. Musimy przejść do praktycznie 100% recyklingu, zanim śmiało wyruszymy w podróż na Marsa i dalej w kosmos.
3. Wzrost żywności . W przypadku misji kosmicznych na Marsa i dalej przynoszenie gotowej żywności stanie się mniej praktyczne. Obecnie na ISS prowadzone są eksperymenty mające na celu zbadanie, jak uprawiać rośliny, testując takie rzeczy, jak kierunek wzrostu rośliny bez grawitacji, sposób zapylania i jakie rodzaje gleby hydroponicznej są najlepsze. Zdolność do samowystarczalności i uprawy żywności w kosmosie to tylko jedna z wielu technologii potrzebnych do misji na Marsa i przyszłej eksploracji kosmosu.
4. Żniwo na ludzkim ciele . Przedłużona nieważkość odbija się na ludzkim ciele. Ma to znaczący wpływ na równowagę, regulację ciśnienia krwi, gęstość kości, a czasem na widzenie. Dla astronautów, którzy podróżują na Czerwoną Planetę, nie będzie zespołu wsparcia naziemnego, który mógłby asystować po wylądowaniu na powierzchni Marsa. Waga i konfiguracja marsjańskich skafandrów również będą musiały uwzględniać okres adaptacji do marsjańskiej grawitacji. Ponadto środowisko naturalne na powierzchni planety jest zabójcze dla ludzkiego życia; Atmosfera Marsa ma bardzo niskie ciśnienie powietrza, brak tlenu, 96% dwutlenku węgla, wysokie promieniowanie i promieniowanie kosmiczne. Habitat i skafandry kosmiczne będą musiały chronić załogi przed atmosferą marsjańską.
5. Brak komunikacji . Życie na Marsie będzie również trudne psychologicznie. Nawet gdy Ziemia i Mars są najbliżej siebie, 35 milionów mil od siebie, fale radiowe potrzebują około czterech minut, aby dotrzeć stąd tam. Więc jeśli marsjańska załoga prześle sygnał do Houston, najszybciej usłyszą odpowiedź z NASA osiem minut później, najgorszy przypadek 48 minut później. W ten sposób komunikacja w czasie rzeczywistym będzie niemożliwa, a załoga marsjańska będzie musiała wiedzieć, jak być samodzielną technicznie i psychicznie, zwłaszcza w przypadku burzy piaskowej lub innej sytuacji awaryjnej.
6. Określanie właściwej ścieżki . Trzeba zdecydować, jaką drogą podążamy między Ziemią a Marsem. Każdy dzień podróży to kolejny dzień spędzony na jedzeniu, piciu wody, oddychaniu statkowym powietrzem i wytwarzaniu odpadów, a także narażeniu na promieniowanie międzyplanetarne i ryzyko awarii krytycznych systemów. Jeśli jest wystarczająco dużo paliwa, można zastosować bardziej bezpośrednią trasę, brutalnie wymuszając mechanikę orbitalną. Gdybyśmy wynaleźli wydajniejsze silniki, moglibyśmy je uruchamiać dłużej i krócej żeglować, a także skrócić całkowity czas.
7. Lądowanie ostrożnie . Nawet jeśli dotrzemy do atmosfery Marsa, lądowanie wiąże się z kolejnymi wyzwaniami . Gdy będziemy już z prędkością orbitalną, moglibyśmy wykorzystać cienką atmosferę Marsa do zapewnienia tarcia podczas hamowania, sterowania, aby dokładnie zanurzyć się w nim, aby stopniowo zwalniać do odpowiedniej prędkości. Ale cały statek tranzytowy musiałby być wystarczająco wytrzymały, aby wytrzymać związane z tym ciepło i ciśnienie. Kompromisową opcją może być wyrzucenie habitatu, który przywiózł nas na Marsa, wejście do kapsuły i wypłynięcie nią bezpośrednio na powierzchnię. Ale marsjańska atmosfera jest znacznie cieńsza niż ziemska, co oznacza, że ​​spadochrony nie działają tak dobrze. Jest jednak na tyle gruba, że ​​tarcie powoduje nagrzewanie się, więc statek potrzebuje odpowiedniej osłony termicznej. Najcięższym obiektem, jaki wylądowaliśmy na Marsie w 2018 r., był łazik Curiosity Rover (część misji Mars Science Laboratory Mission), który waży około jednej tony (na Ziemi). Statek z załogą ważyłby znacznie więcej niż łazik marsjański. Aby umieścić ludzi na Marsie, prawdopodobnie będziemy musieli użyć marsjańskiej atmosfery, aby częściowo spowolnić statek, a następnie odpalić silniki, aby spowolnić prędkość na powierzchnię do miejsca lądowania.

MasterClass

Sugerowane dla Ciebie

Zajęcia online prowadzone przez największe umysły świata. Poszerz swoją wiedzę w tych kategoriach.

jak zostać prezenterem wiadomości?

Uczy eksploracji kosmosu

Uczy Konserwacji

Uczy myślenia naukowego i komunikacji

Uczy nauki o lepszym śnie

Jak ludzie ostatecznie dotrą na Marsa?

Myśl jak profesjonalista

Były dowódca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej uczy Cię nauki o eksploracji kosmosu i tego, co przyniesie przyszłość.

Chociaż dotarcie na Marsa byłoby trudne finansowo i logistycznie, naukowcy uważają, że ostatecznie można to osiągnąć, wykonując kilka kluczowych kroków:

• Kontynuuj eksplorację księżyca . Misje na Księżyc i Marsa są ze sobą powiązane, ponieważ Księżyc daje szansę przetestowania nowych narzędzi, takich jak systemy podtrzymywania życia i siedliska ludzkie, które można wykorzystać w przyszłej misji na Marsa. Ciągła eksploracja księżyca ma kluczowe znaczenie dla jednego dnia lotu na Marsa.
• Opracuj bardziej zaawansowaną technologię statków kosmicznych . W kosmosie nie ma stacji kosmicznych, co oznacza, że ​​statek, który zabiera ludzi na Marsa, będzie musiał odbyć podróż bez tankowania. NASA jest obecnie w trakcie opracowywania słonecznego systemu napędu elektrycznego, który umożliwi lot w daleki kosmos. Ponadto statek kosmiczny będzie wymagał systemu nawigacji w dalekim kosmosie, rakiet wystarczająco silnych, aby napędzać astronautów podczas podróży iz powrotem, oraz sprzętu do lądowania, który działa na Marsie, który ma cienką atmosferę.
• Projektuj skafandry kosmiczne, aby zagwarantować bezpieczeństwo astronautów . Środowisko na Marsie jest nieprzyjazne: brak warstwy ozonowej oznacza, że ​​nie ma wbudowanej osłony przed promieniowaniem ultrafioletowym, a nadtlenki na marsjańskiej glebie mogą wpływać na ludzi chodzących po jej powierzchni. Inżynierowie będą musieli zaprojektować skafandry kosmiczne siedlisk ochronnych, aby zapobiec uszkodzeniom ludzkiego ciała.

Chcesz dowiedzieć się więcej o eksploracji kosmosu?

Niezależnie od tego, czy jesteś początkującym inżynierem astronautyki, czy po prostu chcesz uzyskać więcej informacji na temat podróży kosmicznych, poznanie bogatej i szczegółowej historii lotów kosmicznych jest niezbędne do zrozumienia postępów w eksploracji kosmosu. W MasterClass Chrisa Hadfielda na temat eksploracji kosmosu były dowódca Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zapewnia nieoceniony wgląd w to, czego potrzeba do eksploracji kosmosu i co przyszłość przyniesie ludziom na ostatniej granicy. Chris opowiada także o nauce podróżowania w kosmosie, życiu astronauty oraz o tym, jak latanie w kosmosie na zawsze zmieni sposób, w jaki myślisz o życiu na Ziemi.

Chcesz dowiedzieć się więcej o eksploracji kosmosu? Roczne członkostwo MasterClass zapewnia ekskluzywne lekcje wideo prowadzone przez wybitnych naukowców i astronautów, takich jak Chris Hadfield.