Θα προσγειωθούν οι άνθρωποι στον Άρη; Μάθετε για την ιστορία της εξερεύνησης του Άρη και 7 βασικές προκλήσεις της αποστολής ανθρώπων στον Άρη

Η εξερεύνηση του Άρη υπήρξε από καιρό το αντικείμενο της ανθρώπινης γοητείας. Ενώ οι αποστολές στον Άρη αποτελούν συχνά αντικείμενο βιβλίων και ταινιών επιστημονικής φαντασίας, η πραγματικότητα μπορεί να μην είναι πολύ πίσω. Οι πρόσφατες εξελίξεις στη διαστημική τεχνολογία και η ταχεία εμπορευματοποίηση της διαστημικής αγοράς ενδέχεται σύντομα να καταστήσουν δυνατή μια ανθρώπινη αποστολή στον Άρη. Επιπλέον, αν κοιτάξετε την ιστορία των 300.000 ετών ανθρώπινης εξερεύνησης, είναι προφανές ότι η ανάγκη εξερεύνησης είναι θεμελιώδης για τη φύση μας. Πλαισιωμένο με αυτόν τον τρόπο, μια αποστολή στον Άρη δεν είναι πραγματικά ερώτημα εάν - είναι περισσότερο ζήτημα πότε.

Μετάβαση στην ενότητα

• Γιατί οι άνθρωποι πρέπει να ταξιδεύουν στον Άρη;
• Τι είναι η ιστορία της εξερεύνησης του Άρη;
• 7 βασικές προκλήσεις για να φτάσετε στον Άρη
• Πώς θα φτάσουν τελικά οι άνθρωποι στον Άρη;
• Θέλετε να μάθετε περισσότερα για την εξερεύνηση του διαστήματος;
• Μάθετε περισσότερα για το MasterClass του Chris Hadfield

Ο πρώην διοικητής του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού σας διδάσκει την επιστήμη της εξερεύνησης του διαστήματος και τι έχει το μέλλον.

Γιατί οι άνθρωποι πρέπει να ταξιδεύουν στον Άρη;

Ένας από τους μεγαλύτερους αντίκτυπους μιας αποστολής στον Άρη θα ήταν η εύρεση ζωής ή η απόδειξη της εξαφανισμένης ζωής, ανεξάρτητα από το πόσο απλή είναι η ζωή. Δεν θα απαντούσε μόνο στο ερώτημα εάν είμαστε μόνοι στον Κόσμο - αλλά θα έδειχνε επίσης ότι υπάρχει δυνατότητα ζωής παντού στο σύμπαν.

Τι είναι η ιστορία της εξερεύνησης του Άρη;

Πολλά διαστημόπλοια που έχουν προσγειωθεί στην επιφάνεια του Άρη, συμπεριλαμβανομένων των Viking 1, Viking 2 και του Mars Pathfinder. Διαστημικά σκάφη όπως το Mariner 4, το Mariner 9, το Mars Express, το 2001 Mars Odyssey, το Mars Global Surveyor και το Mars Reconnaissance Orbiter έχουν πραγματοποιήσει έρευνα για να χαρτογραφήσουν την επιφάνεια του Άρη. Το Mars Exploration Rovers τόσο από τη NASA όσο και από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) εξερεύνησαν την επιφάνεια του Άρη, στέλνοντας πολύτιμα δεδομένα και εικόνες πίσω στη Γη.

Το 2010, ο Πρόεδρος των ΗΠΑ Μπαράκ Ομπάμα ανακοίνωσε στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι στο Τέξας μια πρόταση με στόχο την επανδρωμένη αποστολή του Άρη έως το 2030. Η NASA σχεδιάζει να ξεκινήσει την αποστολή rover Mars 2020, η οποία θα στείλει έναν μη επανδρωμένο προσγειωμένο Άρη στον κόκκινο πλανήτη για να εξερευνήσει τα σημάδια της ζωής, τόσο του παρελθόντος όσο και του παρόντος.

Η NASA δοκιμάζει επίσης διαστημικό σκάφος που έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει ανθρώπους στον Άρη για πρώτη φορά.

7 βασικές προκλήσεις για να φτάσετε στον Άρη

Η τεχνική και μηχανική πρόκληση για να φτάσετε στον Άρη είναι τρομακτική. Η Γη και ο Άρης έχουν διαφορετικές τροχιές γύρω από τον ήλιο, πράγμα που σημαίνει ότι η απόσταση μεταξύ των δύο πλανητών αλλάζει συνεχώς. Ακόμα και με ένα βέλτιστο παράθυρο εκτόξευσης, εξακολουθεί να είναι ένα μακρύ ταξίδι στο άγνωστο με ένα μη αποδεδειγμένο πλοίο, μεταφέροντας ό, τι χρειάζεστε, χωρίς τρόπο να ανεφοδιάσετε κρίσιμα αντικείμενα. Και αυτή είναι μόνο η αρχή. Άλλες προκλήσεις περιλαμβάνουν:

1. Δημιουργία του σωστού διαστημικού σκάφους . Το να φτάσετε στο φεγγάρι είναι ένα τριήμερο ταξίδι, οπότε ένα ωφέλιμο διαστημικό σκάφος όπως ο Απόλλωνας αρκεί. Η πρώτη αποστολή του Άρη απαιτεί πολύ μεγαλύτερο ταξίδι, οπότε το διαστημικό σκάφος θα πρέπει να έχει περισσότερο χώρο διαβίωσης, περισσότερο χώρο για συστήματα αντιγράφων ασφαλείας, εξοπλισμό για περιπάτους στο διάστημα, ένα αξιόπιστο σύστημα πρόωσης και - ίσως το πιο σημαντικό - εγκαταστάσεις αναψυχής για να διατηρήσουν τους αστροναύτες αφοσιωμένους , παραγωγικό και λογικό κατά τη διάρκεια του διαστημικού ταξιδιού.
2. Δυνατότητες ανακύκλωσης αέρα και νερού . Πολλά από αυτά που κάνει το σύστημα υποστήριξης ζωής στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) μιμείται τι συμβαίνει φυσικά στη Γη. Οι επεξεργαστές καθαρίζουν τον αέρα των αστροναυτών, φιλτράροντας ιχνοστοιχεία και αφαιρώντας το διοξείδιο του άνθρακα που εκπνέει. Όπου είναι δυνατόν, το οξυγόνο εξάγεται και απελευθερώνεται πίσω στην καμπίνα, αλλά οι μικρές απώλειες συμπληρώνονται με αποθηκευμένο οξυγόνο. Το νερό ανακυκλώνεται ομοίως από τα ούρα και τους αφυγραντήρες, συνήθως με απόδοση 90% περίπου. Αυτό είναι καλύτερο από ποτέ, αλλά κάθε φορτηγό πλοίο εξακολουθεί να μεταφέρει αέρα και νερό στο ISS. Πρέπει να επιτύχουμε σχεδόν 100% ανακύκλωση πριν ταξιδέψουμε με βεβαιότητα στον Άρη και πέρα ​​από το βαθύ διάστημα.
3. Ανάπτυξη τροφίμων . Για διαστημικές αποστολές στον Άρη και πέραν αυτού, η μεταφορά έτοιμων φαγητών θα γίνει λιγότερο πρακτική. Επί του παρόντος, υπάρχουν πειράματα στο ISS για να διερευνήσουν πώς να καλλιεργούν καλλιέργειες, να δοκιμάζουν πράγματα όπως ποια κατεύθυνση μεγαλώνει ένα φυτό χωρίς βαρύτητα, πώς να επικονιάζουν και ποιοι τύποι υδροπονικού εδάφους είναι οι καλύτεροι. Η ικανότητα αυτοσυντήρησης και καλλιέργειας τροφίμων ενώ βρίσκεστε στο διάστημα είναι μία από τις πολλές απαραίτητες τεχνολογίες για αποστολές στον Άρη και μελλοντική εξερεύνηση του διαστήματος.
4. Διοδίων στο ανθρώπινο σώμα . Η εκτεταμένη αδυναμία επιβαρύνει το ανθρώπινο σώμα. Υπάρχουν σημαντικές επιπτώσεις στην ισορροπία, τη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης, την οστική πυκνότητα και μερικές φορές την όραση. Για αστροναύτες που ταξιδεύουν στον Κόκκινο Πλανήτη, δεν θα υπάρχει ομάδα υποστήριξης εδάφους που θα βοηθήσει μετά την προσγείωση στην επιφάνεια του Άρη. Το βάρος και η διαμόρφωση των μαρκών του Άρη θα πρέπει επίσης να επιτρέψουν την περίοδο προσαρμογής στη βαρύτητα του Άρη. Επιπλέον, το φυσικό περιβάλλον στην επιφάνεια του πλανήτη είναι θανατηφόρο για την ανθρώπινη ζωή. η ατμόσφαιρα του Άρη έχει πολύ χαμηλή πίεση αέρα, χωρίς οξυγόνο, 96% διοξείδιο του άνθρακα, υψηλή ακτινοβολία και κοσμικές ακτίνες. Ο βιότοπος και οι διαστημικές στολές θα πρέπει να προστατεύσουν τα πληρώματα από την ατμόσφαιρα του Άρη.
5. Ελλειψη επικοινωνίας . Η ζωή στον Άρη θα είναι επίσης ψυχολογικά δύσκολη. Ακόμα και όταν η Γη και ο Άρης βρίσκονται πιο κοντά, 35 εκατομμύρια μίλια, χρειάζονται περίπου τέσσερα λεπτά ραδιοκυμάτων για να φτάσουν από εδώ. Έτσι, εάν το πλήρωμα του Άρη μεταδώσει ένα σήμα στο Χιούστον, το γρηγορότερο που θα ακούσουν μια απάντηση από τη NASA είναι οκτώ λεπτά αργότερα - η χειρότερη περίπτωση είναι 48 λεπτά αργότερα. Επομένως, η επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο θα είναι αδύνατη και το πλήρωμα του Άρη θα πρέπει να ξέρει πώς να είναι αυτόνομο, τεχνικά και διανοητικά, ειδικά σε περίπτωση καταιγίδας σκόνης ή άλλης έκτακτης ανάγκης.
6. Προσδιορισμός της σωστής πορείας . Το μονοπάτι που ακολουθούμε ανάμεσα στη Γη και τον Άρη πρέπει να αποφασιστεί. Κάθε μέρα του χρόνου ταξιδιού είναι μια άλλη μέρα που καταναλώνεται φαγητό, πόσιμο νερό, αναπνέει τον αέρα του πλοίου και παράγει απόβλητα, καθώς επίσης εκτίθεται σε διαπλανητική ακτινοβολία και τον κίνδυνο κρίσιμων βλαβών του συστήματος. Εάν υπάρχει αρκετό καύσιμο, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μια πιο άμεση διαδρομή, ωθώντας τους τροχιακούς μηχανικούς. Εάν εφεύρουμε πιο αποδοτικούς κινητήρες, θα μπορούσαμε να τους πυροβολήσουμε περισσότερο και να ακτή λιγότερο, μειώνοντας επίσης τον συνολικό χρόνο.
7. Προσγείωση προσεκτικά . Ακόμα κι αν φτάσουμε στην ατμόσφαιρα του Άρη, η προσγείωση παρουσιάζει ένα άλλο σύνολο προκλήσεων. Μόλις φτάσουμε σε τροχιακή ταχύτητα, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τη λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη για να παρέχουμε τριβή πέδησης, οδηγώντας να βυθιστεί ακριβώς σε αυτό για να επιβραδύνει σταδιακά στη σωστή ταχύτητα. Αλλά ολόκληρο το πλοίο διέλευσης θα πρέπει να είναι αρκετά σκληρό για να αντέξει τη σχετική θερμότητα και πίεση. Μια συμβιβαστική επιλογή θα μπορούσε να είναι να απομακρυνθεί ο βιότοπος που μας μετέφερε στον Άρη, να μπει σε μια κάψουλα και να τον οδηγήσει απευθείας στην επιφάνεια. Αλλά η αττική ατμόσφαιρα είναι πολύ πιο λεπτή από τη Γη, που σημαίνει ότι τα αλεξίπτωτα δεν λειτουργούν σχεδόν καλά. Ωστόσο, είναι αρκετά παχύ που η τριβή προκαλεί θέρμανση, οπότε το πλοίο χρειάζεται την κατάλληλη θερμική θωράκιση. Το βαρύτερο αντικείμενο που προσγειώσαμε στον Άρη από το 2018 ήταν το Curiosity Rover της NASA (μέρος του Mars Science Laboratory Mission), το οποίο ζυγίζει περίπου έναν τόνο (στη Γη). Ένα πλοίο με πλήρωμα θα ζύγιζε πολύ περισσότερο από έναν Άρη. Για να βάλουμε ανθρώπους στον Άρη, πιθανότατα θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε την ατμόσφαιρα του Άρη για να επιβραδύνουμε εν μέρει το σκάφος και, στη συνέχεια, να πυροδοτήσουμε τους κινητήρες για να επιβραδύνουμε το ρυθμό προς την επιφάνεια προς τον ιστότοπο προσγείωσης.

MasterClass

Προτείνεται για εσάς

Online μαθήματα που διδάσκονται από τα μεγαλύτερα μυαλά του κόσμου. Επεκτείνετε τις γνώσεις σας σε αυτές τις κατηγορίες.

τι είναι σύνταξη στη λογοτεχνία

Διδάσκει την εξερεύνηση του διαστήματος

Διδάσκει τη διατήρηση

Διδάσκει Επιστημονική Σκέψη και Επικοινωνία

Διδάσκει την Επιστήμη του Καλύτερου ύπνου

Πώς θα φτάσουν τελικά οι άνθρωποι στον Άρη;

Σκεφτείτε σαν επαγγελματίας

Ο πρώην διοικητής του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού σας διδάσκει την επιστήμη της εξερεύνησης του διαστήματος και τι έχει το μέλλον.

Αν και η πρόσβαση στον Άρη θα ήταν δύσκολη από οικονομική και λογιστική άποψη, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί τελικά να επιτευχθεί ακολουθώντας μερικά βασικά βήματα:

• Συνεχίστε την εξερεύνηση του φεγγαριού . Οι αποστολές στο φεγγάρι και στον Άρη είναι αλληλένδετες, καθώς το φεγγάρι προσφέρει την ευκαιρία να δοκιμάσουν νέα εργαλεία όπως συστήματα υποστήριξης της ζωής και ανθρώπινους οικοτόπους που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μια μελλοντική αποστολή στον Άρη. Η συνεχής εξερεύνηση του φεγγαριού είναι ζωτικής σημασίας για μια μέρα που πετούν στον Άρη.
• Αναπτύξτε πιο προηγμένη τεχνολογία διαστημόπλοιου . Δεν υπάρχουν διαστημικοί σταθμοί σε βαθύ διάστημα, πράγμα που σημαίνει ότι το πλοίο που μεταφέρει ανθρώπους στον Άρη θα πρέπει να κάνει το ταξίδι χωρίς ανεφοδιασμό. Η NASA βρίσκεται επί του παρόντος στη διαδικασία ανάπτυξης ενός ηλιακού ηλεκτρικού συστήματος πρόωσης για την πραγματοποίηση της πτήσης στο διάστημα. Επιπλέον, το διαστημικό σκάφος θα απαιτήσει ένα σύστημα πλοήγησης μεγάλου διαστήματος, πυραύλους αρκετά ισχυρούς για να ωθήσουν τους αστροναύτες κατά τη διάρκεια του ταξιδιού και πίσω, και εξοπλισμό προσγείωσης που λειτουργεί στον Άρη, ο οποίος έχει μια λεπτή ατμόσφαιρα.
• Σχεδιάστε διαστημικές στολές που εγγυώνται την ασφάλεια των αστροναυτών . Το περιβάλλον στον Άρη είναι εχθρικό: η έλλειψη στρώματος όζοντος σημαίνει ότι δεν υπάρχει ενσωματωμένη ασπίδα ενάντια στην υπεριώδη ακτινοβολία και τα υπεροξείδια στο έδαφος του Άρη μπορεί να επηρεάσουν ανθρώπους που περπατούν στην επιφάνειά του. Οι μηχανικοί θα πρέπει να σχεδιάσουν προστατευτικά στοιχήματα διαστημικών στολών για να αποτρέψουν βλάβες στο ανθρώπινο σώμα.

Θέλετε να μάθετε περισσότερα για την εξερεύνηση του διαστήματος;

Είτε είστε εκκολαπτόμενος αστροναυτικός μηχανικός είτε απλά θέλετε να ενημερωθείτε περισσότερο για την επιστήμη των διαστημικών ταξιδιών, η εκμάθηση για την πλούσια και λεπτομερή ιστορία της ανθρώπινης διαστημικής πτήσης είναι απαραίτητη για να κατανοήσετε πώς έχει εξελιχθεί η εξερεύνηση του διαστήματος. Στο MasterClass του Chris Hadfield για την εξερεύνηση του διαστήματος, ο πρώην διοικητής του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού παρέχει ανεκτίμητη εικόνα για το τι χρειάζεται για να εξερευνήσει το διάστημα και τι έχει το μέλλον για τους ανθρώπους στα τελικά σύνορα. Ο Κρις μιλά επίσης για την επιστήμη του διαστημικού ταξιδιού, τη ζωή ως αστροναύτης και πώς η πτήση στο διάστημα θα αλλάξει για πάντα τον τρόπο που σκέφτεστε για τη ζωή στη Γη.

Θέλετε να μάθετε περισσότερα για την εξερεύνηση του διαστήματος; Η ετήσια συνδρομή MasterClass παρέχει αποκλειστικά μαθήματα βίντεο από επιστήμονες και αστροναύτες όπως ο Chris Hadfield.