Vil mennesker lande på Mars? Lær om historien om Mars-udforskning og 7 vigtige udfordringer ved at sende mennesker til Mars

Mars-udforskning har længe været genstand for menneskelig fascination. Mens missioner til Mars ofte er genstand for science fiction bøger og film, er virkeligheden måske ikke så langt bagud. Nylige fremskridt inden for rumteknologi og den hurtige kommercialisering af rummarkedet kan muligvis muliggøre en menneskelig mission til Mars. Hvad mere er, hvis du ser på den 300.000 års historie med menneskelig udforskning, er det tydeligt, at behovet for at udforske er grundlæggende for vores natur. Indrammet på denne måde er en mission til Mars ikke rigtig et spørgsmål om - det er mere et spørgsmål om hvornår.

Gå til sektion

• Hvorfor skal mennesker rejse til Mars?
• Hvad er historien om Mars-efterforskning?
• 7 vigtige udfordringer ved at komme til Mars
• Hvordan kommer mennesker i sidste ende til Mars?
• Vil du lære mere om rumforskning?
• Lær mere om Chris Hadfields MasterClass

Den tidligere chef for den internationale rumstation lærer dig videnskaben om udforskning af rummet og hvad fremtiden bringer.

Hvorfor skal mennesker rejse til Mars?

En af de største konsekvenser af en mission til Mars ville være at finde liv eller bevis for uddød liv, uanset hvor simpelt livet måtte være. Det ville ikke kun besvare spørgsmålet om, hvorvidt vi er alene i kosmos - men ville også indikere, at der er potentiale for liv overalt i universet.

Hvad er historien om Mars-efterforskning?

Mange rumfartøjer, der er landet på overfladen af ​​Mars, herunder Viking 1, Viking 2 og Mars Pathfinder. Rumfartøjer som Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor og Mars Reconnaissance Orbiter har gennemført undersøgelsesarbejde for at kortlægge Mars overflade. Mars Exploration Rovers fra både NASA og European Space Agency (ESA) udforskede Mars overflade og sendte værdifulde data og billeder tilbage til Jorden.

I 2010 annoncerede den amerikanske præsident Barack Obama i Kennedy Space Center i Texas et forslag, der sigter mod en bemandet Mars-mission inden 2030'erne. NASA planlægger at lancere Mars 2020-rover-missionen, som vil sende en ubemandet Mars-lander til den røde planet for at udforske tegn på liv, både fortid og nutid.

NASA tester også rumfartøjer designet til at transportere mennesker til Mars for første gang.

7 vigtige udfordringer ved at komme til Mars

Den tekniske og tekniske udfordring at komme til Mars er skræmmende. Jorden og Mars har forskellige baner omkring solen, hvilket betyder, at afstanden mellem de to planeter konstant ændrer sig. Selv med et optimalt startvindue er det stadig en lang rejse ind i det ukendte med et uprøvet skib, der trækker alt, hvad du har brug for, uden mulighed for at forsyne kritiske genstande igen. Og det er bare begyndelsen. Andre udfordringer inkluderer:

1. Bygge det rigtige rumfartøj . At komme til månen er en tre-dages tur, så et utilitaristisk rumfartøj som Apollo er tilstrækkeligt. Den første Mars-mission kræver en meget længere rejse, så rumfartøjet skal have mere boligareal, mere plads til backup-systemer, udstyr til rumvandringer, et pålideligt fremdrivningssystem og - måske vigtigst af alt - rekreative faciliteter for at holde astronauterne engagerede , produktiv og tilregnelig under rumrejser.
2. Luft- og vandgenbrugsfunktioner . Meget af hvad livsstøttesystemet gør på den internationale rumstation (ISS) efterligner det, der sker naturligt på jorden. Processorer renser astronauternes luft, filtrerer sporgasser og fjerner deres udåndede kuldioxid. Hvor det er muligt, ekstraheres iltet og frigives tilbage i kabinen, men de små tab suppleres med lagret ilt. Vand genbruges ligeledes fra urin og affugtere, typisk med ca. 90% effektivitet. Det er bedre end nogensinde, men hvert fragtskib fører stadig luft og vand til ISS. Vi er nødt til at komme til næsten 100% genanvendelse, før vi trygt rejser til Mars og videre ud i det dybe rum.
3. Fødevarevækst . Ved rumopgaver til Mars og videre bliver det mindre praktisk at medbringe tilberedt mad. Der er i øjeblikket eksperimenter på ISS for at undersøge, hvordan man dyrker afgrøder, tester ting som hvilken retning en plante vokser uden tyngdekraft, hvordan man bestøver, og hvilke typer hydroponisk jord, der er bedst. Evnen til at være selvbærende og dyrke mad i rummet er kun en af ​​de mange nødvendige teknologier til missioner til Mars og fremtidig rumforskning.
4. Afgiften på den menneskelige krop . Udvidet vægtløshed tager en afgift på menneskekroppen. Der er betydelige indvirkninger på balance, blodtryksregulering, knogletæthed og undertiden syn. For astronauter, der rejser til den røde planet, vil der ikke være et jordstøtteteam, der kan hjælpe efter landing på Mars-overfladen. Vægten og konfigurationen af ​​Mars-rumdragterne skal også give mulighed for tilpasningsperioden til Mars-tyngdekraften. Derudover er det naturlige miljø på planetens overflade dødbringende for menneskelivet; Mars-atmosfæren har meget lavt lufttryk, ingen ilt, 96% kuldioxid, høj stråling og kosmiske stråler. Habitatet og rumdragterne skal beskytte besætningerne mod Mars-atmosfæren.
5. Mangel på kommunikation . Livet på Mars vil også være psykologisk udfordrende. Selv når Jorden og Mars er nærmest, 35 millioner miles fra hinanden, tager det radiobølger omkring fire minutter at komme herfra og derfra. Så hvis Mars-besætningen sender et signal til Houston, er det hurtigste, de vil høre et svar fra NASA, otte minutter senere - det værste tilfælde er 48 minutter senere. Realtidskommunikation vil således være umulig, og Mars-besætningen bliver nødt til at vide, hvordan man kan være selvhjulpen, teknisk og mentalt, især i tilfælde af støvstorm eller anden nødsituation.
6. Bestemmelse af den rigtige vej . Den vej, vi tager mellem Jorden og Mars, skal besluttes. Hver rejsetid er en anden dag brugt på at spise mad, drikkevand, indånde skibets luft og producere affald samt at blive udsat for interplanetær stråling og risikoen for kritiske systemsvigt. Hvis der er nok brændstof, kan der anvendes en mere direkte rute, der tvinger orbitalmekanikken. Hvis vi opfinder mere effektive motorer, kunne vi skyde dem længere og køre mindre, hvilket også reducerer den samlede tid.
7. Lander forsigtigt . Selvom vi når Mars atmosfære, giver landing endnu et sæt udfordringer. Når vi er i orbitalhastighed, kunne vi bruge Mars 'tynde atmosfære til at give bremsefriktion, styring til at dyppe nøjagtigt ind i den for gradvist at sænke til den rigtige hastighed. Men hele transitskibet skulle være hårdt nok til at tage den tilhørende varme og tryk. En kompromismulighed kan være at nedjustere habitatet, der førte os til Mars, komme ind i en kapsel og køre den direkte til overfladen. Men Mars-atmosfæren er meget tyndere end Jordens, hvilket betyder, at faldskærme ikke fungerer næsten lige så godt. Alligevel er det tykt nok til, at friktion forårsager opvarmning, så skibet har brug for passende varmeafskærmning. Det tungeste objekt, vi er landet på Mars fra og med 2018, var NASAs Curiosity Rover (en del af Mars Science Laboratory Mission), der vejer omkring et ton (på jorden). Et skib med bemanding ville veje meget mere end en Mars-rover. For at placere mennesker på Mars bliver vi sandsynligvis nødt til at bruge Mars-atmosfæren til delvis at bremse fartøjet og derefter skyde motorer for at bremse hastigheden til overfladen til landingsstedet.

MasterClass

Foreslået til dig

Online klasser undervist af verdens største sind. Udvid din viden i disse kategorier.

hvordan man klæder sig ud om sommeren

Underviser rumforskning

Underviser bevarelse

Underviser videnskabelig tænkning og kommunikation

Underviser videnskaben om bedre søvn

Hvordan kommer mennesker i sidste ende til Mars?

Tænk som en professionel

Den tidligere chef for den internationale rumstation lærer dig videnskaben om udforskning af rummet og hvad fremtiden bringer.

Selvom det ville være økonomisk og logistisk vanskeligt at komme til Mars, mener forskere, at det i sidste ende kan opnås ved at følge nogle få vigtige trin:

• Fortsæt med at udforske månen . Missioner til månen og Mars er sammenflettede, da månen giver en chance for at teste nye værktøjer som livsstøttesystemer og menneskelige levesteder, der kan bruges i en fremtidig Mars-mission. Fortsat måneforskning er afgørende for en dag at flyve til Mars.
• Udvikle mere avanceret rumskibsteknologi . Der er ingen rumstationer i det dybe rum, hvilket betyder, at skibet, der fører mennesker til Mars, bliver nødt til at tage rejsen uden tankning. NASA er i øjeblikket i færd med at udvikle et solenergi-fremdrivningssystem til at udføre den dybe rumflyvning. Derudover vil rumfartøjet kræve et dybt rumnavigationssystem, raketter, der er stærke nok til at drive astronauter længden af ​​rejsen og tilbage, og landingsudstyr, der fungerer på Mars, som har en tynd atmosfære.
• Design rumdragter for at garantere astronautens sikkerhed . Miljøet på Mars er fjendtligt: ​​dets mangel på et ozonlag betyder, at der ikke er noget indbygget skjold mod ultraviolet stråling, og superoxiderne på Marsjorden kan påvirke mennesker, der går på dens overflade. Ingeniører bliver nødt til at designe beskyttende levesteder rumdragter for at forhindre skade på menneskekroppen.

Vil du lære mere om rumforskning?

Uanset om du er en spirende astronautisk ingeniør eller bare ønsker at blive mere informeret om videnskaben om rumrejser, er det vigtigt at lære om den rige og detaljerede historie med menneskelig rumfart for at forstå, hvordan rumforskning er avanceret. I Chris Hadfields MasterClass om udforskning af rummet giver den tidligere chef for den internationale rumstation uvurderlig indsigt i, hvad der kræves for at udforske rummet, og hvad fremtiden bringer for mennesker i den sidste grænse. Chris taler også om videnskaben om rumrejser, livet som astronaut, og hvordan flyvning i rummet for evigt vil ændre den måde, du tænker på at leve på jorden.

Vil du lære mere om udforskning af rummet? MasterClass Annual Membership tilbyder eksklusive videolektioner fra masterforskere og astronauter som Chris Hadfield.