Vil mennesker lande på Mars? Lær om historien om Mars-leting og 7 viktige utfordringer ved å sende mennesker til Mars

Marsutforskning har lenge vært gjenstand for menneskelig fascinasjon. Mens oppdrag til Mars ofte er gjenstand for science fiction-bøker og filmer, er det ikke sikkert at virkeligheten ligger så langt etter. Nylige fremskritt innen romteknologi og rask kommersialisering av rommarkedet kan snart gjøre et menneskelig oppdrag til Mars mulig. Dessuten er det tydelig at behovet for å utforske er grunnleggende for vår natur, hvis du ser på den 300 000 år lange menneskelige utforskningen. Innrammet på denne måten er et oppdrag til Mars egentlig ikke et spørsmål om - det er mer et spørsmål om når.

Gå til seksjonen

• Hvorfor bør mennesker reise til Mars?
• Hva er historien om Mars-leting?
• 7 sentrale utfordringer med å komme til Mars
• Hvordan kommer mennesker til slutt til Mars?
• Vil du lære mer om romforskning?
• Lær mer om Chris Hadfields MasterClass

Den tidligere sjefen for den internasjonale romstasjonen lærer deg vitenskapen om romforskning og hva fremtiden bringer.

Hvorfor bør mennesker reise til Mars?

En av de største konsekvensene av et oppdrag til Mars ville være å finne liv eller bevis på utryddet liv, uansett hvor enkelt det kan være. Det ville ikke bare svare på spørsmålet om vi er alene i kosmos - men ville også indikere at det er potensiale for liv overalt i universet.

Hva er historien om Mars-leting?

Mange romskip som har landet på overflaten av Mars, inkludert Viking 1, Viking 2 og Mars Pathfinder. Romfartøy som Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor og Mars Reconnaissance Orbiter har utført kartleggingsarbeid for å kartlegge overflaten av Mars. Mars Exploration Rovers fra både NASA og European Space Agency (ESA) utforsket Mars overflate og sendte verdifulle data og bilder tilbake til jorden.

I 2010 kunngjorde den amerikanske presidenten Barack Obama ved Kennedy Space Center i Texas et forslag med sikte på et bemannet Mars-oppdrag innen 2030-tallet. NASA planlegger å starte Mars 2020-roveroppdraget, som vil sende en ubemannet Mars-lander til den røde planeten for å utforske tegn på liv, både fortid og nåtid.

NASA tester også romfartøy designet for å transportere mennesker til Mars for første gang.

7 sentrale utfordringer med å komme til Mars

Den tekniske og tekniske utfordringen med å komme til Mars er skremmende. Jorden og Mars har forskjellige baner rundt solen, noe som betyr at avstanden mellom de to planetene endres konstant. Selv med et optimalt lanseringsvindu, er det fortsatt en lang reise inn i det ukjente med et uprøvd skip, som henter alt du trenger, uten måte å forsyne kritiske gjenstander på nytt. Og det er bare begynnelsen. Andre utfordringer inkluderer:

1. Bygg riktig romfartøy . Å komme til månen er en tredagers tur, så et utilitaristisk romfartøy som Apollo vil være tilstrekkelig. Det første Mars-oppdraget krever en mye lengre reise, så romfartøyet vil trenge å ha mer boareal, mer plass til reservesystemer, utstyr for romvandringer, et pålitelig fremdriftssystem og - kanskje viktigst - rekreasjonsfasiliteter for å holde astronautene engasjert. , produktiv og tilregnelig under romfart.
2. Muligheter for resirkulering av luft og vann . Mye av det livsstøttesystemet gjør på den internasjonale romstasjonen (ISS), etterligner det som skjer naturlig på jorden. Prosessorer renser astronautenes luft, filtrerer sporgasser og fjerner deres utåndede karbondioksid. Der det er mulig blir oksygenet ekstrahert og sluppet tilbake i kabinen, men de små tapene suppleres med lagret oksygen. Vann resirkuleres på samme måte fra urin og avfukter, vanligvis med omtrent 90% effektivitet. Det er bedre enn noen gang, men hvert lasteskip fører fremdeles luft og vann til ISS. Vi må komme til nesten 100% resirkulering før vi trygt reiser til Mars og videre inn i det dype rommet.
3. Matvekst . For romoppdrag til Mars og utover vil det være mindre praktisk å ta med tilberedt mat. Det er for øyeblikket eksperimenter på ISS for å utforske hvordan man kan dyrke avlinger, teste ting som hvilken retning en plante vokser uten tyngdekraft, hvordan man pollinerer og hvilke typer hydroponisk jord som er best. Evnen til å være selvbærende og dyrke mat mens du er i rommet er bare en av de mange nødvendige teknologiene for oppdrag til Mars og fremtidig romforskning.
4. Bompenger på menneskekroppen . Utvidet vektløshet tar en toll på menneskekroppen. Det er betydelig innvirkning på balanse, blodtrykksregulering, bentetthet og noen ganger syn. For astronauter som reiser til den røde planeten, vil det ikke være noe bakkestøtteteam som kan hjelpe etter landing på Mars-overflaten. Vekten og konfigurasjonen av romdraktene til Mars må også tillate tilpasningsperioden til Marsens tyngdekraft. I tillegg er det naturlige miljøet på planetens overflate dødelig for menneskelivet; Mars-atmosfæren har veldig lavt lufttrykk, ingen oksygen, 96% karbondioksid, høy stråling og kosmiske stråler. Habitat og romdrakter må beskytte mannskapene mot Mars-atmosfæren.
5. Mangel på kommunikasjon . Livet på Mars vil også være psykologisk utfordrende. Selv når Jorden og Mars er nærmest, 35 millioner miles fra hverandre, tar det radiobølger omtrent fire minutter å komme herfra og dit. Så hvis Mars-mannskapet sender et signal til Houston, er det raskest de vil høre et svar fra NASA åtte minutter senere - verste fall er 48 minutter senere. Sanntidskommunikasjon vil dermed være umulig, og Mars-mannskapet vil trenge å vite hvordan man kan være selvhjulpen, teknisk og mentalt, spesielt i tilfelle støvstorm eller annen nødsituasjon.
6. Bestemme riktig vei . Stien vi tar mellom jorden og Mars må avgjøres. Hver reisetid hver dag tilbringes med å spise mat, drikke vann, puste skipets luft og produsere avfall, samt å bli utsatt for interplanetær stråling og risikoen for kritiske systemsvikt. Hvis det er nok drivstoff, kan en mer direkte rute brukes, og tvinge banemekanikken. Hvis vi oppfinner mer effektive motorer, kan vi skyte dem lenger og kaste mindre, og også redusere total tid.
7. Lander forsiktig . Selv om vi når Mars atmosfære, gir landing et annet sett med utfordringer. Når vi er i banehastighet, kan vi bruke Mars 'tynne atmosfære til å gi bremsefriksjon, styring for å dyppe nøyaktig inn i den for gradvis å redusere til riktig hastighet. Men hele transittskipet må være tøft nok til å ta den tilhørende varmen og trykket. Et kompromissalternativ kan være å jette habitatet som førte oss til Mars, komme inn i en kapsel og ri den direkte til overflaten. Men Mars-atmosfæren er mye tynnere enn jordens, noe som betyr at fallskjerm ikke fungerer nesten like bra. Likevel er det tykt nok til at friksjon forårsaker oppvarming, så skipet trenger passende varmeskjerming. Den tyngste gjenstanden vi har landet på Mars fra og med 2018 var NASAs Curiosity Rover (en del av Mars Science Laboratory Mission), som veier rundt ett tonn (på jorden). Et skip med mannskap ville veie mye mer enn en Mars-rover. For å sette mennesker på Mars, vil vi sannsynligvis trenge å bruke Mars-atmosfæren for å delvis bremse fartøyet, og deretter skyte motorer for å redusere hastigheten til overflaten til landingsstedet.

MasterClass

Foreslått for deg

Nettkurs undervist av verdens største sinn. Utvid din kunnskap i disse kategoriene.

hvordan starte et memoaressay

Lærer romutforskning

Lærer i bevaring

Underviser vitenskapelig tenking og kommunikasjon

Lærer vitenskapen om bedre søvn

Hvordan kommer mennesker til slutt til Mars?

Tenk som en proff

Den tidligere sjefen for den internasjonale romstasjonen lærer deg vitenskapen om romforskning og hva fremtiden bringer.

Selv om det ville være økonomisk og logistisk vanskelig å komme til Mars, mener forskere at det til slutt kan oppnås ved å følge noen få viktige trinn:

• Fortsett å utforske månen . Oppdrag til månen og Mars er flettet sammen, siden månen gir en sjanse til å teste nye verktøy som livsstøttesystemer og menneskelige habitater som kan brukes i et fremtidig Mars-oppdrag. Fortsatt måneutforskning er avgjørende for en dag å fly til Mars.
• Utvikle mer avansert romskipsteknologi . Det er ingen romstasjoner i det dype rommet, noe som betyr at skipet som tar mennesker til Mars, må ta reisen uten å fylle drivstoff. NASA er for tiden i ferd med å utvikle et solenergi-fremdriftssystem for å gjøre den dype romfarten. I tillegg vil romfartøyet kreve et romfartsnavigasjonssystem, raketter som er sterke nok til å drive astronauter lengden på reisen og tilbake, og landingsutstyr som fungerer på Mars, som har en tynn atmosfære.
• Design romdrakter for å garantere astronautens sikkerhet . Miljøet på Mars er fiendtlig: mangelen på et ozonlag betyr at det ikke er noe innebygd skjold mot ultrafiolett stråling, og superoksidene på Mars-jord kan påvirke mennesker som går på overflaten. Ingeniører vil måtte utforme beskyttende habitater romdrakter for å forhindre skade på menneskekroppen.

Vil du lære mer om romforskning?

Enten du er en spirende astronautisk ingeniør eller bare vil bli mer informert om vitenskapen om romfart, er det viktig å lære om den rike og detaljerte historien om menneskelig romfart for å forstå hvordan romutforskning har avansert. I Chris Hadfields MasterClass om romforskning gir den tidligere sjefen for den internasjonale romstasjonen uvurderlig innsikt i hva som skal til for å utforske verdensrommet og hva fremtiden har for mennesker i den siste grensen. Chris snakker også om vitenskapen om romfart, livet som astronaut, og hvordan flyging i verdensrommet for alltid vil endre måten du tenker på å leve på jorden.

Vil du lære mer om romforskning? MasterClass Annual Membership tilbyr eksklusive videoleksjoner fra masterforskere og astronauter som Chris Hadfield.