Човечеството трябва да преодолее много препятствия, преди да може да започне всяко обратно пътуване Марс. Има двама основни играчи НАСА і SpaceX, които работят в тясно сътрудничество в мисии до Международната космическа станция, но имат конкуриращи се идеи за това как би изглеждала една екипажна мисия до Марс.
Размерът има значение
Най-големият проблем (или ограничение) е масата на полезен товар (космически кораб, хора, гориво, провизии и т.н.), необходим за пътуването. Масата на полезния товар обикновено е само малък процент от общата маса на ракетата-носител. Например ракетата Сатурн V, която изстреля Аполо 11 към Луната, тежи 3000 тона. Но той може да изстреля само 140 тона (5% от първоначалната маса на изстрелване) в ниска околоземна орбита и 50 тона (по-малко от 2% от първоначалната маса на изстрелване) до Луната.
Масата ограничава размера на космически кораб на Марс и неговите възможности в космоса. Всяка маневра изисква разход на гориво за задействане на ракетните двигатели и това гориво сега трябва да бъде доставено в космоса от космически кораб.
Планът на SpaceX за своя пилотиран космически кораб е да презареди гориво в космоса с отделно изстрелян камион с гориво. Това означава, че ще бъде възможно да се пусне в орбита много повече гориво, отколкото при едно изстрелване.
Времето има значение
Друг проблем, тясно свързан с горивото, е времето. Мисиите, които изпращат космически кораби без екипаж до външните планети, често следват сложни траектории около Слънцето. Те използват така наречените гравитационни маневри, за да летят ефективно около различни планети и да наберат достатъчно инерция, за да постигнат целта си.
Това спестява много гориво, но може да накара тези мисии да отнемат години за изпълнение. Ясно е, че това е недопустимо. И Земята, и Марс имат (почти) кръгови орбити и маневра, известна като Хоманов преход, е най-икономичният начин за пътуване между двете планети. Всъщност, ако не навлизаме в подробности, космическият кораб прави един полет по елиптична орбита на преход от една планета към друга.
Транзитът на Hohmann между Земята и Марс отнема около 259 дни (осем до девет месеца) и е възможен само на всеки две години поради разликата в орбитите около Слънцето на Земята и Марс. Космически кораб може да достигне Марс за по-малко време (SpaceX казва за шест месеца), но, както се досещате, ще изисква повече гориво.
Безопасно кацане
Да предположим, че нашият космически кораб и екипаж се окажат на Марс. Следващата задача е кацане. Космически кораб, навлизащ в земната атмосфера, може да използва съпротивлението, генерирано от взаимодействието с атмосферата, за да забави. Това позволява на устройството безопасно да кацне на повърхността на Земята (при условие, че може да издържи на подходящото нагряване). Но атмосферата на Марс е около 100 пъти по-тънка от тази на Земята. Това означава по-малък потенциал за съпротивление, което прави невъзможно безопасното кацане без чужда помощ.
Някои мисии кацаха на въздушни възглавници (като мисията на НАСА Pathfinder), докато други използваха тласкачи (мисията на НАСА Феникс). Последното отново изисква повече гориво.
Живот на Марс
Марсианският ден продължава 24 часа и 37 минути, но дотук приликите със Земята свършват. Тънката атмосфера на Марс означава, че тя не може да задържа топлината толкова добре, колкото Земята, така че животът на Марс се характеризира с големи температурни колебания ден/нощ. Максималната температура на Марс е 30℃, което звучи доста добре, но минималната му температура е -140℃, а средната температура е -63℃. Средната зимна температура на Южния полюс на Земята е около -49 ℃. Затова трябва да бъдем много внимателни при избора къде да живеем на Марс и какво да правим с температурата през нощта.
Гравитацията на Марс е 38% от тази на Земята (така че ще се почувствате по-леки), но въздухът е предимно въглерод (CO₂) с няколко процента азот, така че е напълно невъзможен за дишане. Ще трябва да изградим място с контролиран климат, за да живеем там. SpaceX планира няколко товарни полета преди изстрелването, включително критични инфраструктурни съоръжения като оранжерии, слънчеви панели и – познахте – съоръжение за производство на гориво-въздух за завръщането на мисията на Земята.
Животът на Марс е възможен и няколко симулационни теста вече са проведени на Земята, за да се види как хората биха се справили с подобно съществуване.
Можете да прочетете за това тук: Геолозите моделират почвените условия на Марс, за да засадят Марс в бъдеще
Върнете се на Земята
Последната задача е да започне обратното пътуване и да върне хората обратно на Земята безопасно. Аполо 11 навлезе в земната атмосфера със скорост от около 40000 47 км/ч, което е малко под скоростта, необходима за напускане на околоземната орбита. Космическите кораби, които се връщат от Марс, ще имат скорости на влизане в атмосферата между 000 54 км/ч и 000 XNUMX км/ч, в зависимост от орбитата, която използват, за да пристигнат на Земята.
Те биха могли да забавят в ниска околоземна орбита до около 28 800 км/ч, преди да навлязат отново в нашата атмосфера, но, както се досещате, ще им трябва допълнително гориво, за да го направят. Но те също няма да могат просто да проникнат в атмосферата. Просто трябва да сме сигурни, че няма да убием астронавтите, като ги претоварим или да ги изгорим от прегряване.
Това са само част от предизвикателствата, пред които е изправена мисията до Марс и всички технологични градивни елементи за постигането й вече са налице. Просто трябва да отделим време и пари и да съберем всичко заедно.
Прочетете също: