Czy ludzie mogą żyć na Marsie? Technologia, dzięki której to się stanie

Ludzka kolonizacja Marsa jest od dziesięcioleci popularnym tematem w science fiction. Ale w ostatnich latach możliwość wysłania ludzi na Marsa stała się bardzo realna.

Dzięki wielu prywatnym firmom i agencjom rządowym działającym w tej przestrzeni, możemy zobaczyć ludzi wysyłanych na Marsa w najbliższej przyszłości. Ale jaka technologia musi być na miejscu, aby tak się stało?

W tym artykule przyjrzymy się niektórym technologiom, które umożliwią ludziom życie na Marsie.

Napęd jądrowy

Pierwszym krokiem jest możliwość dotarcia na Marsa. Średnia odległość z Ziemi na Marsa wynosi około 140 milionów mil, a podróż trwa obecnie od sześciu do ośmiu miesięcy. Transport na Marsa musiałby utrzymać małą lub średnią grupę ludzi przez ten czas, na czas przebywania na Marsie i podróż powrotną.

Im dłuższa podróż, tym droższa, trudniejsza i niebezpieczniejsza podróż. Paliwo, systemy podtrzymywania życia i żywność muszą wystarczyć na ten okres. Aby więc podróż była szybsza, NASA pracuje nad bardziej efektywnymi systemami napędowymi, które wykorzystują jądrowy napęd cieplny.

Jądrowy napęd cieplny zapewnia dwukrotnie większą wydajność niż obecna technologia. Propelent, taki jak ciekły wodór, jest podgrzewany przez reaktor jądrowy. Gdy wodór jest przekształcany w gaz, zapewnia ciąg przez dyszę, napędzając statek kosmiczny.

Nadmuchiwane osłony termiczne

Ponieważ statek kosmiczny będzie musiał być bardzo duży, aby wesprzeć ludzi w podróży na Marsa, lądowanie będzie niezwykle trudne. Jest to szczególnie prawdziwe ze względu na różnice w marsjańskiej atmosferze w porównaniu z Ziemią. Ponieważ jest cieńszy, statek kosmiczny opada znacznie szybciej niż na Ziemi, a typowa technologia, taka jak spadochrony, nie będzie działać, aby spowolnić opadanie.

Obecnie osłony termiczne są sztywnymi metalowymi konstrukcjami, które przejmują ciężar ciepła podczas powrotu do atmosfery. Ponieważ prędkość jest tak duża, tarcie powoduje narastanie ogromnych temperatur z przodu statku kosmicznego. Osłona termiczna wypromieniowuje ciepło z dala od statku kosmicznego i chroni znajdujący się pod nim statek kosmiczny. Ten rodzaj osłony termicznej jest po prostu zbyt obszerny, aby można go było zastosować w statku kosmicznym o rozmiarach niezbędnych do transportu ludzi na Marsa.

Tutaj wkraczają nadmuchiwane osłony termiczne. Nadmuchiwana osłona termiczna, taka jak ta, którą opracowuje NASA, może drastycznie usprawnić ten proces. Ta nadmuchiwana osłona termiczna o szerokości sześciu metrów, nazywana testem lotu nadmuchiwanego zwalniacza na niskiej orbicie ziemskiej (LOFTID), ma szerokość sześciu metrów. składa się z włókien syntetycznych 15 razy mocniejszych niż stal i jest zaprojektowany tak, aby rozkładał się i nadmuchiwał, gdy statek kosmiczny wchodzi na Marsa atmosfera. Zajmując mniej miejsca niż tradycyjna osłona termiczna, a jednocześnie zwiększająca się podczas inflacji, umożliwi nam bezpieczne lądowanie na Marsie.

Ochrona przed atmosferą marsjańską

Krajobraz marsjański jest nieprzyjazny dla człowieka. Science fiction zapewniła mnóstwo rozwiązań tego problemu. Ale jak by to wyglądało w prawdziwym życiu?

Atmosfera Marsa jest cieńsza i znacznie zimniejsza i składa się w ponad 95% z dwutlenku węgla i tylko 0,13% tlenu. I są znacznie wyższe poziomy promieniowania. Oznacza to, że ludzie będą musieli żyć w samowystarczalnych siedliskach.

Po pierwsze, siedliska będą musiały być w stanie wytwarzać i przetwarzać odpowiednie proporcje gazów, aby ludzie mogli oddychać. Główną sugerowaną metodą jest recykling azotu i argonu obecnych w marsjańskiej atmosferze i dodanie do nich tlenu. Proporcja może wynosić 40% azotu, 40% argonu i 20% tlenu.

Ale aby te gazy wydobyć z atmosfery, dwutlenek węgla będzie musiał zostać „wypłukany” (usunięty) z powietrza. Co więcej, tlen musi być wytwarzany przez usunięcie go z wody, która już istnieje na Marsie lub przywiezienie go z Ziemi.

Wreszcie, wraz z dodatkowym promieniowaniem słonecznym na Marsie, będzie potrzebna jakaś ochrona przed promieniowaniem dla mieszkańców Marsa. Dwie sugerowane metody to osłona radiacyjna (która jest ciężka i trudna do przetransportowania z Ziemi na Marsa) lub życie pod ziemią w marsjańskich jaskiniach lub rurach lawowych. Właśnie z tego powodu opracowywane są nadmuchiwane „drzwi”, które mogą zapewnić hermetyczną część systemów podziemnych.

Utrzymywanie ciepła i utrzymywanie formy

Średnia temperatura na Marsie wynosi -80 stopni Fahrenheita, czyli -62,2 stopni Celsjusza. A temperatury mogą się drastycznie zmieniać; podczas gdy w nocy może wynosić -100ºF (-73ºC), temperatury w ciągu dnia mogą osiągnąć +70ºC (ok.21ºC). Oznacza to, że kontrola temperatury będzie jednym z głównych wyzwań marsjańskiego siedliska.

Grawitacja na Marsie jest dość słaba (tylko 38% ziemskiej). Słabsza grawitacja oznacza, że ​​ludzie żyjący na Marsie mają większą szansę na utratę gęstości kości, co drastycznie zwiększa ryzyko złamań. I to nie obejmuje miesięcy spędzonych w zerowej grawitacji w podróży na Marsa.

Aby przetrwać długie okresy w mikrograwitacji, astronauci muszą ćwiczyć konsekwentnie. NASA bada skafandry kosmiczne z dodatkowym oporem, aby temu przeciwdziałać. W międzyczasie astronauci z USA i Rosji przechodzą roczne badania na stacji kosmicznej abyśmy mogli lepiej zrozumieć wpływ niższej grawitacji na ludzkie ciało i czy potrafimy się przystosować.

Produkcja wody, żywności i paliw

Woda istnieje na Marsie, chociaż większość z niej jest słona. Oznacza to, że odsalanie będzie konieczne, aby woda była bezpieczna do picia. Hipotetycznie cała woda zostałaby poddana recyklingowi, ponieważ jest to bardziej energooszczędne niż zbieranie i odsalanie większej ilości wody. Ale co z roślinami?

Na powierzchni Marsa znajdują się wszystkie niezbędne składniki do uprawy roślin. Zawiera wodę i związki organiczne, których rośliny potrzebują do przetrwania. Ale nie ma gościnnej atmosfery. Szklarnie, które skutecznie wytwarzają atmosferę odpowiednią dla roślin, będą miały najwyższy priorytet, ponieważ będzie to jedyny sposób na wytwarzanie żywności na Marsie.

Wszystko, o czym wspomnieliśmy, wymaga paliwa do produkcji energii. Najbardziej prawdopodobną metodą produkcji paliwa będzie ponowne wykorzystanie wody, która jest już na Marsie. Wodę można podzielić na wodór i tlen. Tlen może być wykorzystany do tworzenia przyjaznej atmosfery, a wodór jest skutecznym paliwem. Tak więc przed wysłaniem ludzi konieczne będzie przygotowanie zautomatyzowanej instalacji do przetwarzania wodoru, aby zapewnić dostępność paliwa.

Czy ludzie mogą żyć na Marsie?

Odpowiedź brzmi: tak, ale niełatwo. Na drodze jest wiele trudnych przeszkód. Dotarcie na Marsa i z powrotem, przetrwanie w trudnych warunkach oraz produkcja żywności, wody i paliwa to główne wyzwania.

Choć brzmi to nie do pokonania, naukowcy są optymistami. W rzeczywistości Elon Musk stwierdził, że SpaceX może wysłać astronautów na Marsa już w 2024 roku. I chociaż kilka pierwszych misji prawdopodobnie będzie wymagało życia na Marsie tylko przez krótki czas, to i tak jest to niesamowity wyczyn!

SpaceX rozpoczyna misję na Księżyc finansowaną przez Dogecoin

Brzmi jak mem. Najwyraźniej absolutnie nie.

Czytaj dalej

O autorze