Az emberiségnek sok akadályt le kell győznie, mielőtt bármilyen visszaút megkezdődhet Mars. Két fő játékos van NASA і SpaceX, akik szorosan együttműködnek a Nemzetközi Űrállomásra irányuló küldetéseken, de versengő elképzeléseik vannak arról, hogyan nézne ki egy csapatos küldetés a Marsra.
A méret számít
A legnagyobb probléma (vagy korlát) az utazáshoz szükséges hasznos teher (űrhajó, emberek, üzemanyag, készletek stb.) tömege. A hasznos teher tömege általában a hordozórakéta össztömegének csak kis százalékát teszi ki. Például a Saturn V rakéta, amely az Apollo 11-et a Holdra indította, 3000 tonnát nyomott. De mindössze 140 tonnát (a kezdeti kilövés tömegének 5%-át) képes alacsony földi pályára, és 50 tonnát (a kezdeti kilövés tömegének kevesebb mint 2%-át) a Holdra bocsátani.
A tömeg korlátozza egy űrhajó méretét a Marson és az űrben való képességeit. Minden egyes manőverhez üzemanyagra van szükség a rakétahajtóművek kilövéséhez, és ezt az üzemanyagot most űrhajókkal kell az űrbe juttatni.
A SpaceX tervei szerint a legénységgel rendelkező űrrepülőgépei egy külön indítható üzemanyag-szállító teherautóval tankolnak az űrben. Ez azt jelenti, hogy sokkal több üzemanyagot lehet majd pályára állítani, mint egy kilövéssel.
Az idő számít
Egy másik, az üzemanyaggal szorosan összefüggő kérdés az idő. Azok a küldetések, amelyek személyzet nélküli űrhajókat küldenek a külső bolygókra, gyakran bonyolult pályákat követnek a Nap körül. Úgynevezett gravitációs manőverekkel hatékonyan repülnek körbe a különböző bolygók között, és kellő lendületet vesznek fel céljuk eléréséhez.
Ez sok üzemanyagot takarít meg, de ezeknek a küldetéseknek a végrehajtása évekig tarthat. Nyilvánvaló, hogy ez elfogadhatatlan. Mind a Földnek, mind a Marsnak (majdnem) körkörös pályája van, és az úgynevezett manőver Hohman átmenet, a leggazdaságosabb módja a két bolygó közötti utazásnak. Valójában, ha nem megyünk bele a részletekbe, az űrhajó egyetlen repülést hajt végre egy ellipszis alakú átmenet mentén egyik bolygóról a másikra.
A Hohmann-tranzit a Föld és a Mars között körülbelül 259 napig tart (nyolc-kilenc hónap), és csak körülbelül kétévente lehetséges a Föld és a Mars Nap körüli pályáinak különbsége miatt. Egy űrszonda rövidebb idő alatt érheti el a Marsot (a SpaceX szerint hat hónap), de sejti, hogy több üzemanyagra lesz szüksége.
Biztonságos leszállás
Tegyük fel, hogy az űrhajónk és a legénységünk a Marson köt ki. A következő feladat a leszállás. A Föld légkörébe belépő űrszonda a légkörrel való kölcsönhatás által generált ellenállást felhasználhatja a lassításra. Ez lehetővé teszi, hogy a készülék biztonságosan leszálljon a Föld felszínére (feltéve, hogy kibírja a megfelelő melegítést). De a Mars légköre körülbelül 100-szor vékonyabb, mint a Földé. Ez kisebb ellenállást jelent, ami lehetetlenné teszi a biztonságos leszállást segítség nélkül.
Egyes küldetések légzsákokon landoltak (például a NASA Pathfinder küldetése), míg mások tolómotorokat használtak (NASA Phoenix küldetése). Ez utóbbi ismét több üzemanyagot igényel.
Élet a Marson
Egy marsi nap 24 óra 37 percig tart, de itt véget is érnek a hasonlóságok a Földdel. A Mars vékony légköre azt jelenti, hogy nem képes olyan jól megtartani a hőt, mint a Föld, ezért a Marson az életet nagy nappali/éjszakai hőmérséklet-ingadozások jellemzik. A Mars maximális hőmérséklete 30 ℃, ami nagyon jól hangzik, de a minimum hőmérséklete -140 ℃, az átlaghőmérséklet pedig -63 ℃. Az átlagos téli hőmérséklet a Föld déli sarkán körülbelül -49 ℃. Ezért nagyon óvatosnak kell lennünk annak kiválasztásában, hogy hol éljünk a Marson, és mit tegyünk az éjszakai hőmérséklettel.
A Marson a gravitáció 38%-a a Földének (tehát könnyebbnek fogod érezni magad), de a levegő nagyrészt szénből (CO₂) áll, néhány százalékos nitrogénnel, tehát teljesen nem lélegzik. Klímaszabályozott lakóhelyet kell építenünk ott, ahol élhetünk. A SpaceX több teherszállító repülést tervez az indulás előtt, beleértve a kritikus infrastrukturális létesítményeket, mint például az üvegházakat, a napelemeket, és – sejtitek – egy üzemanyag-levegő termelő létesítményt a küldetés Földre való visszatéréséhez.
Lehetséges élet a Marson, és több szimulációs tesztet is végeztek már a Földön, hogy kiderüljön, hogyan birkózik meg az ember egy ilyen létezéssel.
Itt olvashatsz róla: Geológusok modellezik a marsi talajviszonyokat, hogy a jövőben elültessék a Marsot
Vissza a Földre
Az utolsó feladat a visszaút megkezdése és az emberek biztonságos visszajuttatása a Földre. Az Apollo 11 körülbelül 40000 47 km/h sebességgel lépett be a Föld légkörébe, ami valamivel elmarad a Föld pályájának elhagyásához szükséges sebességtől. A Marsról visszatérő űrhajók légköri belépési sebessége 000 54 és 000 XNUMX km/h között lesz, attól függően, hogy milyen pályán érkeznek meg a Földre.
Alacsony Föld körüli pályán lelassulhatnak körülbelül 28 800 km/órás sebességre, mielőtt újra belépnének a légkörünkbe, de, sejtitek, ehhez extra üzemanyagra lesz szükségük. De ők sem tudnak majd egyszerűen betörni a légkörbe. Csak arra kell ügyelnünk, hogy ne öljük meg az űrhajósokat túlterheléssel, vagy ne égessük ki őket túlmelegedés miatt.
Ez csak néhány a Mars-küldetés előtt álló kihívások közül, és az eléréséhez szükséges összes technológiai építőelem már a helyén van. Csak időt és pénzt kell költenünk, és mindent össze kell raknunk.
Olvassa el még: