10 Probleme, die eine Reise zum Mars behindern

Jede Mission zum Mars wäre mit Schwierigkeiten verbunden - aber wie diese Liste zeigt, ist keine der Herausforderungen notwendigerweise unüberwindbar. Jahrzehntelange Erfahrungen in der Raumfahrt haben gezeigt, dass ein Schuss Einfallsreichtum - und eine kräftige Dosis grimmiger Entschlossenheit - einen großen Beitrag leisten kann, wenn es darum geht, unsere kosmischen Bestrebungen zu erfüllen.

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Aufwand




Das gesamte Apollo-Mondlandungsprogramm der 1960er und 70er Jahre kostete die Vereinigten Staaten etwa 25 Milliarden Dollar. Die meiste Zeit wurde vor dem Start von Apollo 11 ausgegeben, danach wurden die meisten Probleme mit der Mondlandung gelöst und die nachfolgenden Missionen wurden billiger. Eine bemannte Marsmission würde exorbitant mehr kosten, erstens wegen der kosmischen Entfernung, die zwischen 36 Millionen und etwas mehr als 250 Millionen Meilen zurückzulegen ist (die Umlaufbahn des Mars ist ziemlich exzentrisch).

Zweitens gibt es viele seltsame Vorkommnisse in der Tiefe, von denen jeder einen Menschen sehr leicht töten kann. Sobald wir unsere Atmosphäre verlassen, versucht das Universum im Wesentlichen, uns zu töten. Und wenn wir drei oder mehr Menschen in einer Entfernung von 250 Millionen Kilometern schicken, müssen wir alle möglichen Eventualitäten rechtzeitig planen. Für jedes zu planen erfordert Geld, und die konservativsten Schätzungen belaufen sich auf lächerlich optimistische Summe von 1 Milliarde US-Dollar. Und wenn die nationale (und damit auch die globale) Wirtschaft weiter schrumpft, wird der Fortschritt auf dem Weg zu einer bemannten Mission immer schwächer. Viele der folgenden Einträge beziehen sich auf diesen.

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Terrestrische Krankheitserreger




Haben Sie sich jemals gefragt, warum sich Techniker und Wissenschaftler, die an Raumfahrzeugen und Geräten arbeiten, die ins All geschickt werden sollen, wie Chirurgen in einem Krankenhaus kleiden? Aus genau demselben Grund: um die Übertragung von Keimen zu vermeiden. Es ist bekannt, dass einige Krankheitserreger die Umgebung des Weltalls überleben können. Deinococcus radiodurans ist einer der härtesten bekannten Organismen jeglicher Art. Es ist ein Bakterium, kein Virus, und verträgt eine Dosis von 5.000 Graustufen Gammastrahlung, wobei 5 Graustufen ausreichen, um einen erwachsenen Menschen zu töten. Der einzige einfache Weg, es zu töten, ist das Kochen, und dies dauert 25 Minuten, während Botulinum nach nur 2 bis 7 Minuten stirbt.

Deinococcus kann in verdorbenen Lebensmitteln, Abwasser, Haushaltsstaub und vielen anderen Orten gefunden werden. Was passiert also, wenn eine Marsmission ihn in die Marsumgebung einführt? Wir wissen immer noch nicht, ob es Leben auf dem Mars gibt, aber mit Missionen wie dem Curosity Rover nähern wir uns täglich dem Ja-Wort. Wenn ja, ist es höchstwahrscheinlich mikrobiell und hat noch nie ein Leben von der Erde getroffen. Deinococcus schadet dem Menschen nicht, könnte aber für außerirdisches Leben verheerend sein.

Aufgrund solcher Szenarien haben Kritiker die Ethik in Frage gestellt, je einen Planeten zu betreten, der Leben birgt, und jeder Missionsvorschlag muss auf irgendeine Weise damit umgehen, bevor er weitermacht.

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Antriebsmethode




Bisher wurden alle unsere Aktivitäten im Weltraum mit Raketen durchgeführt. Wir müssen der Erde vor allem anderen entkommen und unsere Geschwindigkeit muss 11,2 km pro Sekunde betragen. Das ist ungefähr 25.000 Meilen pro Stunde. Die schnellste Kugel erreicht eine Geschwindigkeit von 3.132 Stundenkilometern. Das einzige Mittel, mit dem wir ein Objekt aus dem Gravitationsfeld der Erde in den Orbit und darüber hinaus treiben können, besteht darin, das Objekt auf eine gigantische Bombe zu setzen, deren Explosion wir sehr gut kontrollieren können.

Der Treibstoff, der benötigt wurde, um das Space Shuttle in die Umlaufbahn zu bringen, wog je zwei Raketenverstärker, von denen der größte Teil aus Ammoniumperchlorat und Aluminium bestand. Auf wundersame Weise gab es nur sehr wenige Katastrophen, bei denen diese mit Raketen angetriebenen bemannten Aufstiege ins All verwickelt waren - die Challenger-Katastrophe von 1986, die bemerkenswerteste unter ihnen ist. Abgesehen von der Gefahr ist die Raketentechnik jedoch nach Ansicht der meisten astronautischen Meinungen bei der Übertragung von Handwerk in den Weltraum äußerst ineffizient.

In den meisten Science-Fiction-Geschichten, TV-Serien und Filmen erfolgt der Austritt von der Erde in den Orbit und darüber hinaus auf andere Weise, die selten erklärt wird, gerade weil wir bisher keine vollständige Kenntnis einer anderen Antriebsmethode als der Raketentechnik haben . Nahezu alle Fahrzeuge, einschließlich Flugzeuge, werden durch Verbrennung angetrieben, was bedeutet, dass Kraftstoff verbrannt wird. Aber nichts, von dem wir wissen, kann ohne Sauerstoff verbrennen, weshalb die meisten modernen Flugzeuge immer noch nicht aus unserer Atmosphäre fliegen können. Sie bleiben stehen und stürzen.

Wissenschaftler arbeiten hart daran, alternative Antriebsmethoden zu entwickeln, die keine Verbrennung erfordern. Diese führen in der Regel zu Schwerkraft. Die Raumschiffe in den Star Wars-Filmen heben sich einfach vom Boden ab und fliegen in den Weltraum, und ein Raumschiff, das dies kann, würde die Reise zum Mars wesentlich einfacher machen.

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Weltraum Demenz




Man kann dies auch als "Kabinenfieber" bezeichnen. Wir mögen es nicht, wenn man 200 Meilen lang in einem Auto sitzt. Fragen Sie einen Streifenpolizisten und er wird Ihnen sagen, wenn Sie Jesus und Gandhi lange genug in ein Auto stecken, fangen sie an zu kämpfen. Stellen Sie sich jetzt vor, Sie könnten die beengten Lebensbedingungen des Apollo-Befehlsmoduls 8 Monate lang ertragen, ohne viel zu tun. Dann, nach ein paar Tagen, vielleicht einem Monat, herrlich aufregender Ausflüge in die Marsianer, die sich auf weitere 8 Monate freuen, um etwas zu tun, aber eingesperrt zu sein.

Siehe Nr. 3 für eine gute Methode, um das zu bekämpfen, was Astronauten "Weltraum-Demenz" nennen. Der primäre Weg, dies zu vermeiden, besteht darin, die Gedanken der Astronauten von ihrer Isolation zu befreien. Der Hauptgrund, warum es bisher keine gewalttätigen Straftaten im Weltraum gegeben hat, ist aus zwei verschiedenen Gründen: Erstens waren die Aufenthalte im Weltraumflug kurz. Die längste ununterbrochene Dauer im Weltraum beträgt für Valeri Polyakov von 1994 bis 1995 437,7 Tage. Er war 258 dieser Tage physisch allein, unterhielt sich jedoch zu jeder Zeit in direktem Kontakt mit seinem russischen Hauptquartier und führte 25 wissenschaftliche Experimente durch.So war er selten allein mit seinen eigenen Gedanken für die Gesellschaft.

Er blieb so lange im Orbit, um zu beweisen, dass ein gesunder Geisteszustand für die Dauer einer bemannten Marsmission aufrechterhalten werden kann. Als er wieder auf der Erde von Bord ging, bestand er darauf, alleine zu gehen, um zu beweisen, dass dies möglich sei Mars (siehe Nr. 5). Seine psychologischen Bewertungen stellten jedoch einen ausgeprägten Mangel in seinem emotionalen Zustand und seiner allgemeinen Stimmung fest. Es wurde beobachtet, dass er viel missmutiger als sonst war und durch einfache Fragen leicht irritiert wurde.

Bedenken Sie nun, dass die Kommunikationsintervalle auf dem Weg zum Mars immer länger werden, bis im Rundgang um den Mars die Funksignale, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, bis zu 22 Minuten benötigen, um die Rundreise zu durchlaufen. Wenn es sich in der geringst möglichen Entfernung von der Erde befindet, benötigen die Funksignale noch etwa sechseinhalb Minuten für die Rundfahrt. Die emotionale Erfüllung in Abständen von 20 Minuten zwischen den Reden ist unmöglich und die Interaktion des Menschen ist effektiv ungültig. In der Zwischenzeit kann die Besatzung der Gesellschaft des anderen überdrüssig werden, lange bevor das Raumschiff den Mars erreicht. Dann müssen sie die Rückkehr fürchten. Weltraumprogramme beschäftigen Psychologen mit der Auswahl von Besatzungsmitgliedern, je nachdem, wie gut sie miteinander auskommen können, und dies ist möglicherweise so lange unmöglich.

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Der Raumanzug




Die Hauptanforderung an einen Raumanzug ist die Druckbeaufschlagung, da sich ein Mensch ohne ihn auf ungefähr die doppelte normale Größe aufbläst und einem Powerlifter ähnelt. Der Tod wird nicht durch Blitzgefrieren oder Blutkochen verursacht, was beide auftreten wird, sondern durch die luftgefüllten Lungen, die wie Ballons platzen. Wenn Sie nicht den Atem anhalten, sondern alles ausblasen, werden Sie in etwa 15 Sekunden aufgrund von Asphyxie verdunkelt und sterben innerhalb von 1 Minute, lange bevor Sie einfrieren oder Ihr Blut kocht. Fast alle Raumanzüge - von Yuri Gagarins SK-1 bis heute - haben Anzüge aufgeblasen, die den Körper unter Druck setzen, indem sie sich wie Ballons ausdehnen.

Diese haben ihre Arbeit bisher großartig gemacht, aber der Aufenthalt von Astronauten im Weltraum war selten sehr lange. Die Anzüge sind sperrig, unhandlich und erlauben keine sehr gute Bewegungsfreiheit. Auf dem Mond war es für die Astronauten am einfachsten, durch "Loping" oder "Halblaufen", "Halbspringen" zu gelangen, und dies war auf die geringe Schwerkraft zurückzuführen - aber der Mars hat knapp zwei Fünftel der Erdanziehung und wird die Erde bilden Stil-Ambulanz deutlich einfacher: Die Astronauten können ihre Knie beugen und geradeaus laufen, werden jedoch den Boden für ein paar Zentimeter kurz verlassen. Wir können diese Anziehungskraft auf der Erde nicht genau reproduzieren. Wasser bietet ein ausreichendes Maß an Schwerelosigkeit, verlangsamt jedoch die Bewegung der Gliedmaßen.

Was wir für Marsausflüge brauchen, ist ein figurbetonter Anzug, das Gegenteil eines aufgeblasenen. Anstatt den Anzug unter Druck zu setzen, setzt der Anzug den Körper selbst unter Druck, indem er ihn in einer engen elastischen Hülle einschnürt, die alles außer Hals und Kopf bedeckt. Der Anzug kann also nur ein oder zwei Pfund wiegen, anstelle des 200 Pfund schweren A7L von Neil Armstrong und Buzz Aldrin. Der Nachteil des hautengen Anzugs ist das Unbehagen, das er für die Leisten von Männern und die Brüste von Frauen verursacht, selbst wenn ein Protektor getragen wird. Es muss auch eine Kühlfähigkeit enthalten, oder der Astronaut wird innerhalb von Minuten der Erschöpfung der Wärme erliegen.





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Künstliche Schwerkraft




Schwerelosigkeit ist ein ernstes Problem für langfristige Aufenthalte im Weltraum. Der Körper ist für das Leben auf der Erde mit einer Gravitationskraft von 1 ausgelegt, während Jupiter beispielsweise eine g-Kraft von 2,528 besitzt. In der Schwerelosigkeit der Umlaufbahn oder Weltraumfahrt erleidet der menschliche Körper radikale Abweichungen, insbesondere Muskelatrophie und Osteopenie, oder Verlust von Knochenmasse und -dichte. Um diesen Effekten entgegenzuwirken, müssen Astronauten jeden Tag mindestens 4 bis 5 Stunden lang anstrengend trainieren. Dies kann nicht über Hanteln erfolgen, die ebenfalls schwerelos sind. Federgetriebene Gewichte werden ebenso wie Laufbänder und stationäre Fahrräder verwendet, die Langzeitergebnisse sind jedoch unzureichend.

Das bekannteste Beispiel für künstliche Schwerkraft ist die Fliehkraft. Ein Raumschiff müsste mit einer massiven Zentrifuge ausgestattet sein, einem Spinnring, der eine einstellbare Kraft senkrecht zu seiner Achse ausübt. Diese Designs sind in Science-Fiction-Filmen beliebt, vor allem 2001: A Space Odyssey. Der Astronaut könnte um die Innenwand der Zentrifuge herumlaufen, als wäre es ein Boden. Derzeit ist kein Raumschiff mit einer solchen Zentrifuge ausgestattet (siehe # 10), es werden jedoch mehrere Konstruktionen erforscht.

Astronauten, die nach nur zwei Monaten im Orbit auf die Erde zurückkehren, können nicht länger als 5 Minuten aufstehen und müssen herumgetragen oder herumgefahren werden, bis sich ihre Körper an die Schwerkraft der Erde anpassen. Die Auswirkungen auf den Körper eines Astronauten, der acht Monate von der Erde zum Mars reist, wären furchtbar: Er würde pro Monat 1% der Skelettmasse verlieren, und unmittelbar nach der Reise müsste er umfangreiche Übungen und wissenschaftliche Untersuchungen auf der Oberfläche eines Planeten durchführen Planet mit einer G-Kraft von weniger als zwei Fünftel der Erde. Dann müsste der Astronaut nach Hause kommen.

Eine Methode, um die Schwerkraft zu simulieren, ist der einfache Magnetismus, aber Magnetschuhe werden die Füße lediglich an eine Oberfläche kleben, ohne den Körper zu beschweren, und Atrophie und Osteopenie bleiben fast unverändert bestehen.

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Martische Krankheitserreger




Während # 9 als "Vorwärtskontamination" bezeichnet wird, handelt es sich bei diesem Eintrag um "Rückwärtskontamination". Wenn Sie mit H. G. vertraut sindDer Krieg der Welten von Wells, wissen Sie, dass die Marsmenschen nicht durch die kombinierte Militärmacht der Menschheit getötet werden, sondern "durch die kleinsten Organismen, die Gott in seiner Weisheit auf die Erde bringt". Aber wenn wir zum Mars gehen und sicher zurückkehren, Wir können eine rückwärtige Variation von Wells 'Vision herbeiführen.

Der Mars kann das Leben gut hegen, und wenn ja, müssen wir uns extrem davor hüten. Die einfachsten Lebensformen sind oft die gefährlichsten. Wenn das Leben der Marsmenschen mitleidig für unsere Krankheitserreger ist, sind wir gleichermaßen anfällig für sich selbst, da Astronauten keine Immunität entwickelt haben, die Astronauten auf die Außenseiten ihrer Raumanzüge oder Raumfahrzeuge oder Ausrüstung oder sogar in ihren Körper zurückführen können. Eine Lebensform, die sich seit Milliarden von Jahren in der Animation suspendiert hatte und nur in ihrer bevorzugten Umgebung wiederbelebt werden konnte.

Ein einziger Mars-Erreger könnte eine globale Pandemie schaffen, die absolut alles auf der Erde tötet. Um dem entgegenzuwirken, wurden die 11, 12 und 14 Astronauten von Apollo, die auf dem Mond gingen, jeweils 21 Tage unter Quarantäne gestellt, bevor der Mond ohne jegliches Leben bewiesen wurde. Aber der Mond hat keine Atmosphäre. Mars hat ein, wenn auch viel dünneres, und eine völlig andere Kombination von Gasen als die der Erde. Die ersten Astronauten, die den Mars betreten, müssen daher nach ihrer Rückkehr eine ganze Weile unter Quarantäne gestellt werden - und doch, wie werden wir Mikroben töten, die sie mitbringen?

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Das Raumschiff




Dieser Eintrag bezieht sich insbesondere auf # 10 und # 5. Wir haben derzeit viele Raumschiffe, die den Mars intakt erreichen und ihre Roboteraufgaben erfüllen können. Wenn wir jedoch Menschenleben in die Gleichung einbeziehen, steigt die Anzahl der Haftungen astronomisch, wenn Sie das Wortspiel begnadigen. Es muss ein geräumiges Fahrzeug sein, um 8 Monate menschliche Mobilität aufnehmen zu können. Es muss auch mit mehreren Einträgen dieser Liste, einschließlich der nächsten zwei, entworfen werden.

Wenn es um eine riesige Zentrifuge für künstliche Schwerkraft geht, wird sie extrem groß und teuer sein, vor allem aber eine äußerst komplexe Ingenieurarbeit, und Dutzende von NASA-Ingenieuren und Wissenschaftlern haben erklärt, dass wir dies bisher nicht getan haben entwickelte die technologischen Fortschritte, um ein solches Handwerk zu bauen. Sie geben dann Hoffnung, indem wir sagen, dass wir die Technologie in den nächsten Jahrzehnten haben sollten.

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Meteoroiden




Die Erde wird jeden Tag von geschätzten 1 Milliarde Meteoren, Asteroiden und Kometen getroffen. Die meisten von ihnen haben die Größe eines Sandkorns. Selbst die Größe eines Lieferwagens wird die Oberfläche nicht erreichen. Aber der Mond hat keine Atmosphäre, um sie zu verbrennen, und obwohl er eine viel kleinere Oberfläche hat, müssen Sie nur ein Nahbild davon betrachten, um eine Vorstellung von all dem Trümmern zu bekommen, das im Universum herumzoomt. Atmosphären wirken wie Müllverbrennungsanlagen, die einen Großteil dieses Felsens, Metalls und Eises loswerden, aber im wahren Weltraum, Millionen von Kilometern von der Erde entfernt, gibt es keine Atmosphäre, die das Raumschiff oder die Crew im Inneren schützt.

Erinnern Sie sich in Star Wars IV daran, als Han Solo Prinzessin Leia daran erinnert, dass das Einleiten von Hypergeschwindigkeit (schneller als leichte Reise) ohne vorherige Planung einer Route dazu führen kann, dass Sie in einen Meteor fliegen? Dies war einer der besseren Momente des Science-Fiction-Realismus.

Was passiert während einer achtmonatigen Reise im Weltraum? Es gibt eine ganze Menge nichts zwischen Erde und Mars - mit Ausnahme von Trümmern aller Größen, die mit bis zu 50-facher Geschwindigkeit der schnellsten Kugel herumfahren. Wir können dies effektiv bekämpfen, indem wir die Wände des Schiffes mit Panzerplatten abdecken. Dies ist jedoch immer mit dem Preis für zusätzliches Gewicht verbunden, was die Umlaufbahn der Erde umso schwieriger macht.

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Unbehinderte kosmische Strahlung




Unsere Atmosphäre und unser elektromagnetisches Feld sind die einzigen Gründe, warum wir in diesem Moment nicht zu Tode braten. Die ultraviolette Strahlung der Sonne wird meistens durch die Atmosphäre gestoppt, während sichtbares Licht mit längeren Wellenlängen zum Boden durchdringt. Im Weltraum trifft das nicht zu. Die Anzüge der Astronauten sind mit Visieren ausgestattet, die die schädliche Strahlung der Sonne aufhalten. Wenn sie die Gesichter ihrer Helme nicht vor direktem Sonnenlicht abschirmen, werden sie innerhalb von Sekunden blasig und dauerhaft geblendet.

Die ultraviolette Strahlung wurde leicht von den Apollo-Programmbefehlsmodulen aus Aluminium gestoppt, aber auf ihren Reisen zum und vom Mond beklagten sich die Astronauten über plötzliche, blitzartige Blitze von hellem blauem oder weißem Licht. Das Licht war nirgends innerhalb oder außerhalb des Raumfahrzeugs sichtbar und hinderte die Besatzung in keiner Weise daran, ihre Aufgaben zu erfüllen, und verursachte auch keine Schmerzen.

Als nachfolgende Weltraummissionen ähnliche Beschwerden und Beschreibungen dieser Lichtblitze mit sich brachten, untersuchten Wissenschaftler und stellten fest, dass sie durch „kosmische Strahlen“ verursacht wurden, was eine Fehlbezeichnung darstellt. Sie sind keine Strahlen, sondern subatomare Teilchen, meistens Einzelprotonen, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Sie durchdringen Raumfahrzeuge und hinterlassen technisch Löcher in dem Material, das sie durchlaufen. Diese lassen jedoch kein Durchsickern zu, da sie kleiner als Atome sind.