Človeštvo mora premagati številne ovire, preden se lahko začne povratno potovanje Mars. Dva sta glavna igralca NASA і SpaceX, ki tesno sodelujeta pri misijah na Mednarodno vesoljsko postajo, vendar imata nasprotujoče si zamisli o tem, kako bi izgledala misija s posadko na Mars.
Velikost je pomembna
Največja težava (ali omejitev) je masa koristnega tovora (vesoljska ladja, ljudje, gorivo, zaloge itd.), ki je potrebna za potovanje. Masa tovora običajno predstavlja le majhen odstotek skupne mase nosilne rakete. Na primer, raketa Saturn V, ki je na Luno izstrelila Apollo 11, je tehtala 3000 ton. Lahko pa bi izstrelil le 140 ton (5 % začetne izstrelitvene mase) v nizko Zemljino orbito in 50 ton (manj kot 2 % začetne izstrelitvene mase) na Luno.
Masa omejuje velikost vesoljskega plovila na Marsu in njegove zmogljivosti v vesolju. Vsak manever zahteva porabo goriva za vžig raketnih motorjev in to gorivo je zdaj treba dostaviti v vesolje z vesoljskim plovilom.
Načrt družbe SpaceX za njegovo vesoljsko plovilo s posadko je polnjenje goriva v vesolju z ločeno izstreljenim tovornjakom za gorivo. To pomeni, da bo mogoče v orbito spraviti veliko več goriva kot v eni izstrelitvi.
Čas je pomemben
Drugo vprašanje, ki je tesno povezano z gorivom, je čas. Misije, ki pošiljajo vesoljska plovila brez posadke na zunanje planete, pogosto sledijo zapletenim trajektorijam okoli Sonca. Uporabljajo tako imenovane gravitacijske manevre, da učinkovito letijo okoli različnih planetov in pridobijo dovolj zagona, da dosežejo svoj cilj.
To prihrani veliko goriva, vendar lahko dokončanje teh nalog traja leta. Jasno je, da je to nesprejemljivo. Tako Zemlja kot Mars imata (skoraj) krožno orbito in manever, znan kot Hohmanov prehod, je najbolj ekonomičen način potovanja med obema planetoma. Pravzaprav, če se ne spuščamo v podrobnosti, vesoljska ladja opravi en sam let po eliptični orbiti prehoda z enega planeta na drugega.
Hohmannov tranzit med Zemljo in Marsom traja približno 259 dni (osem do devet mesecev) in je zaradi razlike v orbitah Zemlje in Marsa okoli Sonca možen le približno vsaki dve leti. Vesoljsko plovilo lahko doseže Mars v krajšem času (SpaceX pravi, da šest mesecev), vendar, kot ste uganili, bo potrebovalo več goriva.
Varen pristanek
Recimo, da naše vesoljsko plovilo in posadka končata na Marsu. Naslednja naloga je pristanek. Vesoljsko plovilo, ki vstopi v Zemljino atmosfero, lahko za upočasnitev uporabi upor, ki nastane zaradi interakcije z atmosfero. S tem naprava varno pristane na površju Zemlje (pod pogojem, da prenese ustrezno segrevanje). Toda atmosfera na Marsu je približno 100-krat tanjša od Zemljine. To pomeni manjši potencial upora, zaradi česar je nemogoče varno pristati brez kakršne koli pomoči.
Nekatere misije so pristale na zračnih blazinah (na primer Nasina misija Pathfinder), druge pa so uporabile potisnike (Nasina misija Phoenix). Slednje spet zahteva več goriva.
Življenje na Marsu
Dan na Marsu traja 24 ur in 37 minut, a tu se podobnosti z Zemljo končajo. Marsova tanka atmosfera pomeni, da ne more zadrževati toplote tako dobro kot Zemlja, zato so za življenje na Marsu značilna velika dnevna/nočna nihanja temperature. Najvišja temperatura Marsa je 30 ℃, kar se sliši precej lepo, vendar je njegova najnižja temperatura -140 ℃, povprečna temperatura pa -63 ℃. Povprečna zimska temperatura na Zemljinem južnem polu je približno -49 ℃. Zato moramo biti zelo previdni pri izbiri, kje bomo živeli na Marsu in kaj storiti z nočno temperaturo.
Gravitacija na Marsu je 38 % gravitacije na Zemlji (zato se boste počutili lažje), vendar je zrak večinoma sestavljen iz ogljika (CO₂) z nekaj odstotki dušika, zato ga ni mogoče dihati. Tam bomo morali zgraditi klimatsko nadzorovano mesto za življenje. SpaceX pred izstrelitvijo načrtuje več tovornih letov, vključno s kritičnimi infrastrukturnimi objekti, kot so rastlinjaki, sončni kolektorji in – uganili ste – obrat za proizvodnjo goriva in zraka za vrnitev misije na Zemljo.
Življenje na Marsu je možno in na Zemlji so že izvedli več simulacijskih testov, da bi videli, kako bi se ljudje spopadli s takšnim obstojem.
O tem lahko preberete tukaj: Geologi modelirajo razmere Marsove zemlje, da bi v prihodnosti zasadili Mars
Vrnitev na Zemljo
Zadnja naloga je začeti povratno pot in ljudi varno pripeljati nazaj na Zemljo. Apollo 11 je vstopil v Zemljino atmosfero s hitrostjo okoli 40000 km/h, kar je nekoliko pod hitrostjo, ki je potrebna za zapustitev Zemljine orbite. Vesoljska plovila, ki se vračajo z Marsa, bodo imela atmosferske vstopne hitrosti med 47 km/h in 000 km/h, odvisno od orbite, ki jo uporabljajo za prihod na Zemljo.
V nizki zemeljski orbiti bi lahko upočasnili na približno 28 km/h, preden bi ponovno vstopili v našo atmosfero, vendar bi, kot ste uganili, za to potrebovali dodatno gorivo. A tudi v ozračje se ne bodo mogli preprosto prebiti. Prepričati se moramo le, da ne ubijemo astronavtov s preobremenitvijo ali jih opečemo s pregrevanjem.
To je le nekaj izzivov, s katerimi se sooča misija na Mars, in vsi tehnološki gradniki za to so že postavljeni. Le čas in denar moramo porabiti in vse skupaj združiti.
Preberite tudi: