Kan mennesker leve på Mars? Teknologien som kan få det til å skje

Menneskelig kolonisering av Mars har vært et populært tema i science fiction i flere tiår. Men de siste årene har muligheten for å sende mennesker til å leve på Mars blitt veldig reell.

Med flere private selskaper og offentlige etater som jobber i dette rommet, kan vi se at folk blir sendt til Mars i nær fremtid. Men hvilken teknologi må være på plass for å få det til?

I denne artikkelen ser vi på noen av teknologiene som gjør det mulig for mennesker å leve på Mars.

Atomfremdrift

Det første trinnet er å klare å komme til Mars. Den gjennomsnittlige avstanden fra jorden til Mars er rundt 140 millioner miles, og turen tar for tiden mellom seks og åtte måneder å fullføre. Transport til Mars må opprettholde en liten til middels gruppe mennesker for den varigheten, for den tiden de er på Mars, og for hjemreisen.

Jo lenger reisen er, jo dyrere, vanskelig og farlig er reisen. Drivstoff, livsstøttesystemer og mat må alt vare i denne varigheten. Så for å gjøre turen raskere, jobber NASA med mer effektive fremdriftssystemer - som bruker kjernefysisk fremdrift.

Kjernefysisk fremdrift gir dobbelt effektivitet av dagens teknologi. Et drivmiddel som flytende hydrogen varmes opp via en atomreaktor. Når hydrogenet blir omdannet til gass, gir det trykk via en dyse som driver romfartøyet.

Oppblåsbare varmeskjold

Fordi et romfartøy må være veldig stort for å støtte folk på turen til Mars, vil det være ekstremt vanskelig å lande det. Dette gjelder spesielt på grunn av forskjellene i Mars-atmosfæren sammenlignet med jorden. Fordi det er tynnere, vil et romskip senke seg mye raskere enn på jorden, og typisk teknologi som fallskjerm vil ikke fungere for å redusere nedstigningen.

For tiden er varmeskjold stive metallstrukturer som tar tyngden av varmen når de kommer inn i en atmosfære igjen. Siden hastigheten er så høy, fører friksjonen til at enorme temperaturer bygger seg opp foran på romfartøyet. Et varmeskjold utstråler varme bort fra romfartøyet og beskytter det underliggende romfartøyet. Denne typen varmeskjold er rett og slett for klumpete til å kunne brukes på et romfartøy av den størrelsen som er nødvendig for menneskelig transport til Mars.

Det er her oppblåsbare varmeskjold kommer inn. Et oppblåsbart varmeskjold, som det NASA utvikler, kan forbedre denne prosessen drastisk. Kalt Low-Earth-Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID), dette oppblåsbare varmeskjoldet er seks meter bredt, laget opp av syntetiske fibre 15 ganger sterkere enn stål, og er designet for å utfolde seg og blåse opp når romfartøyet kommer inn i Mars ' atmosfære. Å ta mindre plass enn et tradisjonelt varmeskjold, men likevel være større på grunn av inflasjon, vil gjøre det mulig for oss å lande trygt på Mars.

Beskyttelse mot Mars-atmosfæren

Marslandskapet er ugjestmild for mennesker. Science fiction har gitt mange løsninger på dette problemet. Men hvordan ville det se ut i det virkelige liv?

Marsatmosfæren er tynnere og mye kaldere, og består av over 95% karbondioksid, med bare 0,13% oksygen. Og det er mye høyere nivåer av stråling. Dette betyr at folk blir nødt til å leve i selvbærende habitater.

For det første må habitatene kunne skape og resirkulere de riktige andelene av gasser som mennesker kan puste. Den viktigste metoden som er foreslått er å resirkulere nitrogenet og argonen som er tilstede i Mars-atmosfæren og tilsette oksygen til den. Andelen kan være 40% nitrogen, 40% argon og 20% ​​oksygen.

Men for å få disse gassene fra atmosfæren, må karbondioksid "skrubbes" (fjernes) fra luften. Videre må oksygen produseres ved å fjerne det fra vannet som allerede eksisterer på Mars eller ved å bringe det fra jorden.

Til slutt, med den ekstra solstrålingen på Mars, må det være en slags strålebeskyttelse for innbyggere fra Mars. To foreslåtte metoder er et strålingsskjold (som er tungt og vanskelig å transportere fra jorden til Mars) eller bor under jorden i marsgrotter eller lavarør. En oppblåsbar "døråpning" utvikles som kan gi en lufttett del av underjordiske systemer av nettopp denne årsaken.

Holde deg varm og holder deg i form

Gjennomsnittstemperaturen på Mars er -80 grader Fahrenheit, eller -62,2 grader Celsius. Og temperaturene kan svinge drastisk; mens det kan være -73oC (-73oC) om natten, kan temperaturen på dagtid nå +70oC (c.21oC). Dette betyr at temperaturkontroll vil være en av de største utfordringene med et martiansk habitat.

Tyngdekraften på Mars er ganske svak (bare 38% av jordens). Den svakere tyngdekraften betyr at mennesker som bor på Mars har større sjanse for å miste bentetthet, noe som drastisk øker sjansen for brudd. Og dette inkluderer ikke månedene tilbrakt i null tyngdekraft på turen til Mars.

For å overleve lange perioder i mikrogravitasjon, astronauter trenger å trene konsekvent. NASA utforsker romdrakter med ekstra motstand for å motvirke dette. I mellomtiden gjennomgår astronauter fra USA og Russland år lange studier på romstasjonen slik at vi bedre kan forstå effekten av lavere tyngdekraft på menneskekroppen, og om vi kan tilpasse oss.

Vann, mat og drivstoffproduksjon

Vann eksisterer på Mars, selv om mye av det er saltvann. Dette betyr at avsaltning vil være nødvendig for å gjøre vannet trygt å drikke. Alt vann ville hypotetisk bli resirkulert, da dette er mer energieffektivt enn å samle og avsalt mer vann. Men hva med planter?

Overflaten til Mars har alle nødvendige komponenter for dyrking av planter. Den har vann og organiske forbindelser som planter trenger for å overleve. Men det har ikke en gjestfri atmosfære. Drivhus som effektivt produserer en plante-passende atmosfære vil være topp prioritet, da dette vil være den eneste måten å generere mat på Mars.

Alt vi har nevnt krever drivstoff for å produsere energi. Den mest sannsynlige metoden for drivstoffproduksjon vil igjen være å bruke vannet som allerede er på Mars. Vann kan deles i hydrogen og oksygen. Oksygen kan brukes til å skape en gjestfri atmosfære, mens hydrogen er et effektivt drivmiddel. Så før du sender folk, vil det være nødvendig å forberede et automatisert hydrogenbehandlingsanlegg for å sikre at drivstoff er tilgjengelig.

Kan mennesker leve på Mars?

Svaret er ja — men ikke lett. Det er mange utfordrende hindringer i veien. Å komme seg til og fra Mars, overleve det tøffe miljøet og produsere mat, vann og drivstoff er de viktigste utfordringene.

Selv om dette høres uoverstigelig ut, er forskere optimistiske. Elon Musk har faktisk uttalt det SpaceX kan sende astronauter til Mars så snart 2024. Og mens de første oppdragene sannsynligvis bare vil innebære å bo på Mars i en kort periode, er det fortsatt en utrolig bragd!

SpaceX lanserer et Dogecoin-finansiert oppdrag til månen

Det høres ut som et meme. Tilsynelatende er det absolutt ikke.

Les Neste

Om forfatteren