Per què és difícil als humans viatjar a Mart i tornar?
Deixa un missatge
Viatjar a Mart i tornar és un dels reptes més complexos que la humanitat hagi plantejat mai. Tot i que les missions robòtiques han tingut èxit, enviar humans afegeix capes de dificultat. L'esment recent dels propulsors hipergòlics (com la hidracina i l'àcid nítric) en realitat lliga a la-tecnologia dels coets és una peça clau, però només n'és una part. Aquí és per què un viatge d'anada i tornada a Mart amb tripulació és tan descoratjador.
1. Distància i temps de viatge
Mart és, de mitjana, aproximadament140 milions de milles (225 milions de km)de la Terra. Fins i tot amb una alineació òptima (que es produeix aproximadament cada 26 mesos), es necessita un trànsit unidireccional6-9 mesosutilitzant la propulsió actual.
Durada total de la missióseria2-3 anys(incloent el temps a Mart i el retorn).
A diferència de la Lluna (a 3 dies de distància), no hi ha cap opció de rescat ràpid o avortament.
2. Propulsió i mida de la nau espacial
Per aconseguir una tripulació, un hàbitat, sistemes d'aterratge i un vehicle de retorn a Mart, necessitem una nau espacial molt més gran que qualsevol altra que s'hagi volat abans.
Coets químics(com els que utilitzen combustibles hipergòlics) són fiables però tenen una eficiència limitada. Probablement necessitaríem múltiples llançaments per muntar el vehicle en òrbita o utilitzar propulsió avançada (tèrmica nuclear, elèctrica) que encara està en desenvolupament.
Aterratge a Martés complicat: l'atmosfera és prou espessa com per provocar un escalfament extrem, però massa prim perquè només els paracaigudes puguin frenar un vehicle gran. Necessitem retropropulsió supersònica-aterrar una càrrega útil pesada amb suavitat mai s'ha fet amb humans a bord.
Ascensió des de Martrequereix un coet prou potent per escapar de la gravetat de Mart (al voltant del 38% de la de la Terra), però prou petit com per ser lliurat anys abans. Aquest coet ha de romandre funcional a la superfície durant mesos.
3. Suport vital i subministraments
Necessitarien una tripulació de 4-6gestió d'aliments, aigua, oxigen i residusdurant gairebé tres anys sense reabastament.
Els sistemes actuals de l'ISS es basen en vaixells de càrrega regulars. Per a Mart, tot s'ha de transportar des de la Terra o fabricar-se in situ (utilització de recursos in situ, ISRU).
Reciclatge d'aiguaisuport vital de cicle tancatha d'aconseguir una fiabilitat propera al 100%-una fallada a mig trànsit pot ser fatal.
4. Radiació
Més enllà del camp magnètic protector de la Terra, els astronautes estan exposats a dues fonts principals de radiació:
Esdeveniments de partícules solars– esclats impredictibles de partícules d'alta energia del sol.
Raigs còsmics galàctics– Radiació constant i altament penetrant de l'exterior del sistema solar.
Un viatge d'anada i tornada a Mart podria exposar els astronautesdosis de radiació per sobre dels límits actuals de la carrera, augmentant el risc de càncer al llarg de la vida. El blindatge és pesat; encara s'està perfeccionant una solució viable (per exemple, blindatge d'aigua, temps de trànsit ràpid o blindatge actiu).
5. Microgravetat i salut humana
La ingravidesa prolongada provoca atròfia muscular, pèrdua de densitat òssia, canvis en la visió (a causa dels canvis de líquid al crani) i problemes potencials del sistema immunitari.
A la Lluna, els astronautes es van quedar només uns dies. Una tripulació de Mart passaria més d'un any en zero g (trànsit) més temps a Mart, on la gravetat és només el 38% de la de la Terra.
Gravetat artificial(p. ex., seccions de naus espacials rotatives) podria mitigar això, però encara no ha volat cap nau espacial amb aquest sistema.
6. Factors psicològics i socials
L'aïllament, el confinament i els retards en la comunicació fan que la missió sigui psicològicament extrema.
Retard de la comunicacióoscil·la entreDe 4 a 24 minutsunidireccional, depenent de l'alineació planetària. La conversa en temps real és impossible; les tripulacions han d'operar amb una gran autonomia.
Sense suport immediat del control de la missió, sense privadesa i el mateix petit equip durant anys. Això no s'ha intentat mai durant tant de temps.
7. Aterratge i tornada amb precisió
Entrada, baixada i aterratgea Mart es coneix com "set minuts de terror" fins i tot per als robots. Per als humans, hem d'aterrar amb una precisió extrema a prop de subministraments preposicionats i d'un vehicle de retorn.
Llançament des de Marts'ha de programar amb precisió per trobar-se amb la trajectòria de retorn a la Terra. Si el vehicle d'ascens falla, no hi ha còpia de seguretat.
8. Ús de recursos in situ (ISRU)
Perquè la missió sigui factible, probablement ho necessitemproduir propulsor a Mart(per exemple, utilitzant la reacció de Sabatier per fer metà a partir de CO₂ marcià i gel d'aigua). Aquesta tecnologia mai s'ha demostrat en un altre planeta a escala.
9. Cost i voluntat política
Es calcula que costarà una missió humana a Martcentenars de milers de milions de dòlarsal llarg de dècades. Mantenir aquest compromís a través de múltiples administracions i associacions internacionals és un repte tant polític com tècnic.
La connexió del coet
Heu esmentat els propulsors hipergòlics (àcid nítric + hidrazina) abans. Tot i que s'utilitzen en algunes naus espacials (per exemple, per maniobrar propulsors), una missió a Mart probablement utilitzariametà/LOXohidrogen/LOXper a la propulsió principal perquè ofereixen un millor rendiment i es podrien fabricar a Mart. Els hipergòlics són tòxics i corrosius, la qual cosa els fa menys ideals per a vehicles tripulats on la seguretat de manipulació és primordial.
Resum
La dificultat no és un sol problema-és elintegracióde tots ells:
Un vehicle que pot transportar humans amb seguretat durant anys
Protecció de la radiació i la microgravetat
Sistemes de suport vital i de superfície fiables
La capacitat d'aterrar, viure i llançar-se des d'un altre món
Tot amb un pressupost i un calendari que la societat pugui sostenir
Estem resolent aquestes peça per peça (p. ex., Artemis to the Moon serveix com a camp de proves), però un viatge d'anada i tornada amb tripulació de Mart segueix sent la prova definitiva de la nostra enginyeria i resistència.
