Я был потрясен, когда недавно узнал, сколько времени нужно, чтобы добраться до Марса. Я проводил очень неформальный опрос среди коллег о том, сколько времени, по мнению людей, нам требуется, чтобы добраться до Марса. Мои прежние чувства вторили их ответам: люди думают, что нам нужно 3-5 лет, чтобы полететь на Марс. Я чувствую, что это было подкреплено такими идеями, как криозаморозка. Я видел несколько цифр, но это похоже на 7-месячную поездку.
Я также был потрясен, когда узнал, что люди ДЕЙСТВИТЕЛЬНО считают Марс путешествием в один конец. Это звучит глупо для меня.
Я ТАКЖЕ был потрясен, узнав, что Марс имеет 1/3 нашей гравитации, поэтому запуск после приземления кажется мне действительно правдоподобным.
Очевидно, я не работаю со всей картиной здесь. Что нас сдерживает, кроме финансирования?
Время полета до Марса с минимальным расходом топлива (передача Хомана) составляет около 8 месяцев в одну сторону. Можно немного сократить это время, используя больше топлива, но соотношение топлива и полезной нагрузки является одним из важнейших инженерных факторов в амбициозных космических миссиях.
Однако выравнивание планет должно быть правильным, чтобы получить этот экономичный курс, и после достижения Марса космическому кораблю придется подождать еще год или около того, прежде чем отправиться домой, или потратить гораздо больше топлива, чтобы совершить путешествие. Таким образом, вся миссия занимает около 32 месяцев*.
В настоящее время наши долгосрочные миссии на космическую станцию подразумевают регулярное пополнение запасов с земли; миссия на Марс туда и обратно должна длиться более двух с половиной лет . Это много грузов, которые вам нужно нести, и много вещей, которые могут сломаться в пути, что означает перевозку большого веса запасных частей и/или людей для обслуживания оборудования.
1/3 g Марса примерно в два раза больше, чем у Луны, поэтому вы можете себе представить, что десантному кораблю потребуется гораздо больше двигателей и гораздо больше топлива, чем лунному посадочному модулю. На каждую тонну полезной нагрузки ракеты приходится много тонн двигателя и топлива на нижних ступенях — оглядываясь назад на лунные миссии, можно сказать, что 75 тонн Сатурна V приходится на 1 тонну космического корабля Аполлон.
Наши посадочные модули пробыли на поверхности всего пару дней. Мы пробудем на Марсе больше года, поэтому заранее отправим несколько беспилотных грузовых самолетов, чтобы доставить припасы и строительные материалы для наземной станции. Это больше запусков, но требования к полезной нагрузке и надежности для них относительно скромные.
Мы могли бы отправить беспилотные заправщики для встречи с миссией на орбите Марса; общая потребность в топливе для миссии не изменится, но основной космический корабль таким образом может быть немного меньше за счет более сложного (т.е. подверженного сбоям) профиля миссии. Другой вариант — ISRU , перерабатывающий топливо на самом Марсе для обратного полета, но это еще одно довольно рискованное предложение, вероятно, подходящее только для подъема посадочного модуля обратно на орбиту Марса, если что.
Атмосфера Марса неловкая; в отличие от Земли, он недостаточно плотный, чтобы дать посадочному модулю свободное торможение (когда возвращающийся космический корабль достигает атмосферы Земли, ему не нужно больше использовать топливо для безопасной посадки, достаточно просто тормозить и парашютировать), но он достаточно плотный, чтобы десантный корабль должен быть построен с учетом аэродинамических соображений (опять же огромный контраст с неуклюжим Аполлоном LM). Что означает, да, больше веса.
Ни одна из этих проблем не является непреодолимой сама по себе, но построить и запустить такую штуку было бы во много раз более масштабной и сложной задачей, чем полеты Аполлона. Ни у одной страны в настоящее время нет воли и профицита бюджета, чтобы это произошло.
*) Если вы можете обеспечить еще 5 км/с ∆v (требуется пусковая установка примерно в 5 раз больше), вы можете сократить общую продолжительность миссии вдвое, с 30-дневным пребыванием на Марсе вместо 336-дневного пребывания. .
Во многих отношениях короткий ответ таков: ничто не сдерживает нас, кроме финансирования. Есть технологические препятствия, но ничего сверх наших возможностей. Инвестиции, необходимые для этого, очень трудно оценить, потому что они зависят от многих неизвестных, но определенно исчисляются миллиардами. Для правительства нет никакой отдачи от этого, кроме знания того, что вы это сделали, поэтому, если вам недостаточно научных заслуг и национальной гордости, вы не собираетесь платить. Миссии «Аполлон» в конечном итоге были оправданы военным императивом. Америка не сделала бы этого, если бы не боялась того, что может означать превосходство России в космосе. Для частного предприятия нет мотива получения прибыли. На самом деле нет. SpaceX утверждает, что в конечном итоге они смогут получить прибыль, продав жилье на Марсе. Это очень шаткое утверждение.
Ракет "Сатурн-5" больше нет. Чтобы совершить путешествие на Марс, вам понадобится что-то не меньше такого размера . Больше было бы лучше. Итак, сначала эту ракету нужно спроектировать и запустить в производство, на что уйдет не менее 10 лет. В настоящее время SpaceX приступает к испытаниям прототипов двигателей для предназначенной для этого ракеты. Остальная часть ракеты существует только на чертежных досках.
Когда у вас есть ракеты, вам понадобится как минимум 3, а то и 4. В предложении Mars Direct объясняется один из подходов к этому, или вы можете посмотреть план миссии НАСА , который значительно более интенсивно использует инфраструктуру. Оба плана во многом зависят от использования автономных химических заводов для производства части топлива, необходимого для возвращения на Землю, а также для производства вещей, необходимых для выживания на Марсе — воды и кислорода. Без снижения веса того, что вам нужно запускать с Земли, миссия на Марс была бы в несколько раз дороже. Вы запускаете первые несколько ракет в качестве грузовых миссий, которые накапливают необходимые припасы на Марсе. Как только вы подтвердите, что эти миссии успешно доставили груз на Марс, вы можете отправить команду.
Посадка на Марс — большая проблема. Вам нужно совершить посадку с двигателем , потому что атмосфера слишком тонкая, чтобы использовать аэродинамическое торможение, как это делает космический корабль, возвращающийся в атмосферу Земли, но атмосферы все еще достаточно, чтобы ваш корабль сильно нагрелся из-за трения с атмосферой, поэтому вам нужно тепловой экран. Посадки с двигателем, то есть запуск двигателей для торможения, проводились на Луне, но поскольку на ней нет атмосферы, это было намного проще. Разработка посадочного модуля, способного поднять на поверхность несколько тонн полезной нагрузки, вероятно, является самой большой технической задачей марсианской миссии.
Обсудив это с парой людей, которые хорошо это знают, мне кажется, что ограничивающим вопросом будет человеческая психология , особенно ограниченная психология окружающей среды , усугубляемая геронтологией и серьезным отставанием в общении:
Для тех, кто не читал, нижеследующее в первую очередь касается конкретного никогда не возвращающегося сценария пермаколонии:
сколько минимальное количество нужно для колонии, чтобы вы не свихнулись? 8? 20? 100? 1000? Кто из вас смог бы прожить в теплице с одними и теми же людьми до конца своей естественной жизни? (Сравните с Мак- Мердо, Антарктида , которая даже с ее зимним населением в 250 человек, практически как Club Med, и это не те же самые 250 человек постоянно, каждое лето приходят и уезжают какие-то новые люди.)
в какой момент вы попадаете на роды в колонию? Как вам это удается? Осложнения при родах? Смерть при родах? Насколько серьезно ребенок растет без контакта с другими детьми? Если только вы не пришлете партию потенциальных родителей. (Как вообще можно защитить всю биосферу от малышей?)
как бы вы даже заставили туда поехать молодые, фертильные пары - не забывайте о 7%-ном риске рака на человека за поездку из-за воздействия гамма-излучения.
подумайте также, насколько стабильным и надежным должен быть каждый из этих людей, и что произойдет, если/когда что-то пойдет не так? серьезная болезнь? депрессия? нервный срыв? скука? одиночество? дряхлость? инвалидность? смерть? Вы не можете отправить их домой, вы их усыпляете? Как вы заботитесь о пожилых людях на Марсе? Сколько немощных людей могут поддержать другие, прежде чем вам придется усыпить людей? [или, согласно PeterMasiar, активно поощрять их к самоубийству]
какова юрисдикция применимого права на Марсе, и разрешена ли эвтаназия? (Нужно ли нам создавать новую юрисдикцию только для этого?)
Я думаю, что это совершенно неизведанная территория. Он смело идет туда, где раньше не было ни одного геронтологического исследования.
примите также во внимание очень неприятную задержку связи от 3 до 21 минуты . Хорошо, давайте предположим, что технология искусственного интеллекта развивается так, что вы можете иметь чат-бота и загружать ему ежедневные (или ежечасные) обновления, по крайней мере, вы можете разговаривать с ним в режиме реального времени, как робот Кевин Спейси в « Луне» .
См. Психологию ограниченной среды и отрицательный результат двух экспериментов по закрытию биосферы 2 в Нью-Мексико, 1991–1994 гг .
так что я думаю, что односторонний сценарий постоянной колонии без шансов на возвращение дальше, чем люди хотят верить. До этого дня это будут одно-двухгодичные поездки типа научных визитов.
Что является самым большим препятствием [пилотируемой] миссии на Марс?
Это проблема на Луне, и она будет еще более серьезной проблемой на Марсе и в пути.
Одно из крупнейших зарегистрированных [событий солнечных частиц] произошло в августе 1972 года, между миссиями Аполлон-16 и Аполлон-17. Событие августа 1972 г. является одним из крупнейших зарегистрированных СПС по плотности потока и содержало больше высокоэнергетических (10-200 МэВ) протонов, чем большинство других исторических событий. Во время этого события астронавты, которые были тонко защищены на поверхности Луны (например, астронавты, выполняющие внекорабельные действия [EVA], такие как выход в открытый космос), могли получить смертельные дозы радиации.
Обратите внимание, что шкала логарифмическая. Годовое путешествие на Марс туда и обратно (если это возможно) будет включать в себя получение примерно в 14 раз больше максимально допустимой дозы облучения для рабочего на атомной электростанции и в несколько тысяч раз больше дозы для людей, живущих на уровне моря.
сиджайоз
смки
Петерис
Рассел Борогов
дотанкоэн
Вутнаут
Рассел Борогов
Дэвид Хаммен
Рассел Борогов
Дэвид Хаммен
Рассел Борогов
Мартин Шредер
Рассел Борогов
честный_vivere