Η ανθρωπότητα πρέπει να ξεπεράσει πολλά εμπόδια πριν ξεκινήσει οποιοδήποτε ταξίδι επιστροφής Άρης. Υπάρχουν δύο βασικοί παίκτες NASA і SpaceX, που συνεργάζονται στενά σε αποστολές στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, αλλά έχουν ανταγωνιστικές ιδέες για το πώς θα έμοιαζε μια αποστολή με πλήρωμα στον Άρη.
Το μέγεθος μετράει
Το μεγαλύτερο πρόβλημα (ή περιορισμός) είναι η μάζα του ωφέλιμου φορτίου (διαστημόπλοιο, άνθρωποι, καύσιμα, προμήθειες κ.λπ.) που απαιτείται για το ταξίδι. Η μάζα του ωφέλιμου φορτίου είναι συνήθως μόνο ένα μικρό ποσοστό της συνολικής μάζας του οχήματος εκτόξευσης. Για παράδειγμα, ο πύραυλος Saturn V που εκτόξευσε το Apollo 11 στη Σελήνη ζύγιζε 3000 τόνους. Αλλά μπορούσε να εκτοξεύσει μόνο 140 τόνους (5% της αρχικής μάζας εκτόξευσης) σε χαμηλή τροχιά της Γης και 50 τόνους (λιγότερο από το 2% της αρχικής μάζας εκτόξευσης) στη Σελήνη.
Η μάζα περιορίζει το μέγεθος ενός διαστημικού σκάφους στον Άρη και τις δυνατότητές του στο διάστημα. Κάθε ελιγμός απαιτεί τη δαπάνη καυσίμου για την πυροδότηση των πυραυλοκινητήρων και αυτό το καύσιμο πρέπει τώρα να παραδοθεί στο διάστημα με διαστημόπλοια.
Το σχέδιο της SpaceX για το διαστημόπλοιό της με πλήρωμα είναι να ανεφοδιαστεί με καύσιμα στο διάστημα με ένα φορτηγό καυσίμων που εκτοξεύεται χωριστά. Αυτό σημαίνει ότι θα είναι δυνατό να τεθεί πολύ περισσότερο καύσιμο σε τροχιά από ό,τι με μία εκτόξευση.
Ο χρόνος έχει σημασία
Ένα άλλο θέμα που σχετίζεται στενά με τα καύσιμα είναι ο χρόνος. Οι αποστολές που στέλνουν απλήρωτα διαστημόπλοια στους εξωτερικούς πλανήτες συχνά ακολουθούν περίπλοκες τροχιές γύρω από τον Ήλιο. Χρησιμοποιούν τους λεγόμενους ελιγμούς βαρύτητας για να πετούν αποτελεσματικά γύρω από διαφορετικούς πλανήτες και να αποκτήσουν αρκετή ορμή για να φτάσουν τον στόχο τους.
Αυτό εξοικονομεί πολύ καύσιμο, αλλά μπορεί να κάνει αυτές τις αποστολές να χρειαστούν χρόνια για να ολοκληρωθούν. Είναι σαφές ότι αυτό είναι απαράδεκτο. Τόσο η Γη όσο και ο Άρης έχουν (σχεδόν) κυκλικές τροχιές και έναν ελιγμό γνωστό ως Μετάβαση Χόμαν, είναι ο πιο οικονομικός τρόπος για να ταξιδέψετε μεταξύ των δύο πλανητών. Στην πραγματικότητα, αν δεν μπούμε σε λεπτομέρειες, το διαστημόπλοιο πραγματοποιεί μία μόνο πτήση κατά μήκος μιας ελλειπτικής τροχιάς μετάβασης από τον έναν πλανήτη στον άλλο.
Η διέλευση του Χόμαν μεταξύ Γης και Άρη διαρκεί περίπου 259 ημέρες (οκτώ έως εννέα μήνες) και είναι δυνατή μόνο κάθε δύο χρόνια, λόγω της διαφοράς στις τροχιές γύρω από τον Ήλιο της Γης και του Άρη. Ένα διαστημόπλοιο μπορεί να φτάσει στον Άρη σε λιγότερο χρόνο (το SpaceX λέει έξι μήνες), αλλά, το μαντέψατε, θα απαιτήσει περισσότερα καύσιμα.
Ασφαλής προσγείωση
Ας υποθέσουμε ότι το διαστημόπλοιό μας και το πλήρωμά μας καταλήγουν στον Άρη. Η επόμενη εργασία είναι η προσγείωση. Ένα διαστημόπλοιο που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα της Γης μπορεί να χρησιμοποιήσει την αντίσταση που δημιουργείται από την αλληλεπίδραση με την ατμόσφαιρα για να επιβραδύνει. Αυτό επιτρέπει στη συσκευή να προσγειωθεί με ασφάλεια στην επιφάνεια της Γης (υπό την προϋπόθεση ότι μπορεί να αντέξει την κατάλληλη θέρμανση). Αλλά η ατμόσφαιρα στον Άρη είναι περίπου 100 φορές πιο λεπτή από αυτή της Γης. Αυτό σημαίνει λιγότερες δυνατότητες οπισθέλκουσας, καθιστώντας αδύνατη την ασφαλή προσγείωση χωρίς βοήθεια.
Ορισμένες αποστολές προσγειώθηκαν σε αερόσακους (όπως η αποστολή Pathfinder της NASA), ενώ άλλες χρησιμοποιούσαν προωθητήρες (αποστολή Phoenix της NASA). Το τελευταίο, πάλι, απαιτεί περισσότερα καύσιμα.
Ζωή στον Άρη
Μια Αρειανή ημέρα διαρκεί 24 ώρες και 37 λεπτά, αλλά εκεί τελειώνουν οι ομοιότητες με τη Γη. Η λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη σημαίνει ότι δεν μπορεί να διατηρήσει τη θερμότητα τόσο καλά όσο η Γη, επομένως η ζωή στον Άρη χαρακτηρίζεται από μεγάλες διακυμάνσεις θερμοκρασίας ημέρας/νύχτας. Ο Άρης έχει μέγιστη θερμοκρασία 30℃, που ακούγεται πολύ ωραίο, αλλά η ελάχιστη θερμοκρασία του είναι -140℃ και η μέση θερμοκρασία είναι -63℃. Η μέση θερμοκρασία του χειμώνα στον Νότιο Πόλο της Γης είναι περίπου -49℃. Πρέπει λοιπόν να είμαστε πολύ προσεκτικοί στην επιλογή του πού θα ζήσουμε στον Άρη και τι θα κάνουμε με τη θερμοκρασία τη νύχτα.
Η βαρύτητα στον Άρη είναι 38% εκείνης της Γης (άρα θα αισθάνεστε πιο ελαφρύς), αλλά ο αέρας είναι κυρίως άνθρακας (COXNUMX) με λίγο άζωτο, επομένως είναι εντελώς μη αναπνεύσιμος. Θα χρειαστεί να φτιάξουμε ένα μέρος ελεγχόμενο από το κλίμα για να ζήσουμε εκεί. Η SpaceX σχεδιάζει αρκετές πτήσεις φορτίου πριν από την εκτόξευση, συμπεριλαμβανομένων κρίσιμων εγκαταστάσεων υποδομής όπως θερμοκήπια, ηλιακοί συλλέκτες και – το μαντέψατε – μια εγκατάσταση παραγωγής καυσίμου-αέρα για την επιστροφή της αποστολής στη Γη.
Η ζωή στον Άρη είναι δυνατή και έχουν ήδη πραγματοποιηθεί αρκετές δοκιμές προσομοίωσης στη Γη για να δουν πώς οι άνθρωποι θα αντιμετωπίσουν μια τέτοια ύπαρξη.
Μπορείτε να διαβάσετε σχετικά εδώ: Οι γεωλόγοι μοντελοποιούν τις συνθήκες του εδάφους του Άρη για να φυτέψουν τον Άρη στο μέλλον
Επιστροφή στη Γη
Το τελευταίο καθήκον είναι να ξεκινήσετε το ταξίδι της επιστροφής και να φέρετε τους ανθρώπους πίσω στη Γη με ασφάλεια. Το Apollo 11 εισήλθε στην ατμόσφαιρα της Γης με ταχύτητα περίπου 40000 km/h, η οποία είναι ελαφρώς χαμηλότερη από την ταχύτητα που απαιτείται για να φύγει από την τροχιά της Γης. Τα διαστημικά σκάφη που επιστρέφουν από τον Άρη θα έχουν ατμοσφαιρικές ταχύτητες εισόδου μεταξύ 47 km/h και 000 km/h, ανάλογα με την τροχιά που χρησιμοποιούν για να φτάσουν στη Γη.
Θα μπορούσαν να επιβραδύνουν σε χαμηλή τροχιά της Γης στα περίπου 28 km/h πριν εισέλθουν ξανά στην ατμόσφαιρά μας, αλλά, το μαντέψατε, θα χρειάζονταν επιπλέον καύσιμα για να το κάνουν. Ούτε όμως θα μπορέσουν απλά να εισβάλουν στην ατμόσφαιρα. Απλώς πρέπει να βεβαιωθούμε ότι δεν θα σκοτώσουμε τους αστροναύτες υπερφορτώνοντάς τους ούτε θα τους κάψουμε από υπερθέρμανση.
Αυτές είναι μόνο μερικές από τις προκλήσεις που αντιμετωπίζει μια αποστολή στον Άρη και όλα τα τεχνολογικά δομικά στοιχεία για την επίτευξή της είναι ήδη σε ισχύ. Απλά πρέπει να ξοδέψουμε χρόνο και χρήμα και να τα συγκεντρώσουμε όλα μαζί.
Διαβάστε επίσης: