10Деньги
НАСА не может позволить себе пилотируемый полет на Марс. Это стало известно в июле 2017 года, когда Уильям Герстенмайер, начальник отдела пилотируемых космических полетов НАСА, сообщил, что агентство не получает достаточного финансирования от правительства США, чтобы сделать реалистичную первую посадку НАСА на Марс, запланированную на 2030-е годы.
НАСА, частные космические агентства и некоммерческие организации дают совершенно разные цифры при оценке стоимости пилотируемого полета на Марс. Это колеблется от 1 триллиона долларов на 25 лет (как предлагает некоммерческий институт Mars) до 100 миллиардов долларов на 30–40 лет (как предлагает НАСА). Однако НАСА не может позволить себе их оценку.
НАСА получило 19,5 млрд долларов финансирования на 2017 финансовый год. Эта сумма кажется большой, пока мы не поймем, что агентство делит эти деньги между несколькими космическими миссиями, программами и исследованиями. Учитывая текущие тенденции, сокращение финансирования НАСА в ближайшее время маловероятно. Его бюджет рос всего на жалкие 2 процента в год за последние несколько лет. [1]
9.Одиночество
Люди - существа социальные и часто требуют взаимодействия. Исследователи опасаются, что это может стать проблемой во время экспедиции на Марс. Несколько лет назад исследователи обнаружили, что группа людей в течение значительного периода времени жила в изолированной среде обитания в пустыне Аризоны.
Они отметили, что некоторые участники вскоре страдали депрессией и перепадами настроения. Некоторые также стали враждебными и по большей части не разговаривали друг с другом в течение 18 месяцев. Их немногочисленные взаимодействия ограничивались короткими разговорами о работе объекта. Хотя позже у команды были психологи, чтобы помочь им, астронавты на Марсе не будут иметь такой привилегии.
Результаты этого теста заставили некоторых исследователей усомниться в планах на будущее отправить на Марс всего двух астронавтов на одном космическом корабле. Астронавтам, вероятно, станет скучно, они будут подавлены и даже могут начать не любить друг друга, что может привести к их гибели. Однако некоторые исследователи считают, что это маловероятно, если у двух астронавтов есть совместимые личности. [2]
8.Пыльная буря
В январе 2004 года космический вездеход НАСА «Оппортьюнити» приземлился на Марс для 90-дневной миссии (по марсианским дням) по поиску доказательств наличия воды на Красной планете . Opportunity выполнила задание почти сразу и за 15 лет выполнила еще несколько миссий. Его удивительная полоса выживания закончилась в июне 2018 года, когда он потерял связь с НАСА во время пыльной бури.
Opportunity часто впадал в спячку по ночам, потому что работал на солнечной энергии . Однако он, вероятно, переключился на резервную батарею после того, как пыль от шторма покрыла его солнечные батареи. Opportunity работал на своих батареях, пока не умер. НАСА опасается, что со станциями на солнечной энергии, используемыми астронавтами на Марсе, может произойти повторный инцидент.
Марс испытывает два типа пыльных бурь. Первые и самые распространенные - это регулярные штормы, которые могут охватывать большие участки земли, равные ширине целого континента на Земле. К счастью, эти штормы легкие и длятся всего несколько недель. Другой тип - подобный тому, который убил Opportunity, - это более редкая, но более сильная «глобальная пыльная буря», которая охватывает всю планету.
Глобальные пыльные бури происходят каждые 5,5 земных лет (три марсианских года) и могут длиться месяцами. Помимо покрытия солнечных панелей, они также могут блокировать попадание солнечного света на Марс, что может поставить под угрозу станции и астронавтов. К счастью, марсианские пыльные бури вряд ли нанесут серьезный физический ущерб станциям. Несмотря на название, они больше похожи на ветер, чем на шторм. [3]
7.Еда
Исследование, проведенное аспирантами Массачусетского технологического института (MIT), показало, что человеческая колония на Марсе может умереть от голода . Группа основала свое исследование на пилотируемой миссии, запланированной Mars One.
К 2025 году организация хочет создать на Марсе человеческую колонию из 25-40 человек. Пища будет обеспечиваться за счет сельскохозяйственных культур, выращенных в среде обитания колонистов. Исследование Массачусетского технологического института по моделированию этой среды обитания показало, что астронавтам нужно будет выбирать между получением достаточного количества пищи или кислорода.
Уровни пищи и кислорода в среде обитания связаны, потому что растения производят кислород как побочный продукт. На Марсе этот кислород будет использоваться для поддержания жизни космонавтов. Исследование Массачусетского технологического института показало, что растения будут производить чрезмерное количество кислорода, если они производят достаточно пищи, чтобы накормить всех в среде обитания.
Это явно будет вредно для жизни космонавтов, потому что вдыхание чрезмерного количества кислорода может их убить. Однако уровни кислорода будут сбалансированы, если растения будут производить меньшее количество пищи, которой будет недостаточно, чтобы накормить всех. Исследователи говорят, что эту проблему можно решить, разработав «систему удаления кислорода», которой пока не существует. [4]
6.Космический корабль
Гонку по высадке первого человека на Марс в настоящее время возглавляют NASA, SpaceX и Blue Origin. Фактически, у всех трех организаций уже есть космические корабли, которые могут доставить нас на Марс. Однако их ракеты используют опасное топливо, и с точки зрения безопасности человека на Марс уйдет слишком много времени.
НАСА пытается решить эту проблему, разрабатывая систему космического запуска, в которой в качестве топлива используется жидкий водород и некоторые другие химические вещества. SpaceX рассматривает возможность модификации своего космического корабля для использования жидкого метана в качестве топлива, а Blue Origin предпочитает жидкий водород. Однако некоторые до сих пор сомневаются, что эти новые космические корабли и топливо доставят нас на Марс. [5]
Один из них - Крис Хэдфилд, бывший астронавт НАСА, который сравнил путешествие на Марс даже на новейших космических кораблях, находящихся в разработке, с пересечением океана на каноэ. Хэдфилд считает, что опасности космоса и непредсказуемость космических кораблей убьют большинство астронавтов задолго до того, как они приземлятся на Марсе.
Любопытно, что это мнение разделяет генеральный директор SpaceX Илон Маск, однажды упомянувший, что первая пилотируемая миссия на Марс, вероятно, приведет к смерти .
5.Операция
По мере того, как возможность долгосрочных пилотируемых космических полетов на Луну и даже на Марс становится реальностью, ученые начали решать проблемы, возникающие при проведении хирургических операций в космосе. Уникальные условия космоса означают, что больные астронавты с большей вероятностью умрут от легких ран и инфекций там, чем на Земле.
Астронавтов, отправленных на Международную космическую станцию (МКС), часто обучают выполнению определенных медицинских процедур, таких как введение инъекций, зашивание ран и даже удаление зуба. Однако им нужно будет быстро вернуться на Землю на космическом корабле, постоянно пристыкованном к МКС, если у них возникнут более серьезные медицинские проблемы.
Это потому, что лазарет на МКС не лучше аптечки. Даже если бы лазарет соответствовал тем же стандартам, что и больница, и имел бы постоянного врача (а в нем нет), отсутствие гравитации было бы настоящей проблемой.
Помимо прочего, кровь из раны или хирургического разреза может плавать и закрывать обзор врача. Хуже того, это могло загрязнить всю кабину. Кроме того, анестезия не работает так хорошо, как на Земле, что причиняет космонавту сильную боль.
Эти проблемы могут усугубиться при длительных космических исследованиях Луны и Марса. Одно из предложений - использовать роботов-хирургов, контролируемых в реальном времени врачами-людьми на Земле. Хотя это может сработать на Луне, это будет невозможно на Марсе, где информация достигает Земли за 20 минут, и наоборот. [6]
4.Ядовитая пыль Марса
Марс заполнен токсичной пылью, которая может помешать пилотируемой миссии на Красную планету. Марсианская пыль существует в виде круглых мелких электрически заряженных силикатных частиц, которые прилипают к скафандрам космонавтов. Пыль будет трудно удалить, что вызывает опасения, что она может попасть на базу космонавтов и засорить важные инструменты и системы, включая очистители воды и воздушные фильтры.
Это может быть смертельно опасным, потому что мелкие частицы силиката могут проникнуть в легкие, где они вступят в реакцию с водой с образованием вредных химических веществ. Эффект от пыли усиливается, когда мы понимаем, что она содержит гипс и перхлораты. Гипс сам по себе не опасен, но длительное воздействие может вызвать проблемы с глазами, кожей и легкими. Перхлораты могут вызвать проблемы с щитовидной железой. [7]
3.Воздействие космических элементов
Космос наполнен опасными космическими лучами и нерегулярными солнечными бурями, которые могут вызвать интенсивную радиацию. Ученые предсказывают, что астронавты, путешествующие на Марс, будут подвергаться воздействию радиации на 20 процентов больше, чем они когда-либо получат за время своей жизни на Земле. Эта интенсивная радиация может вызвать проблемы с сердцем, легкими и глазами, а также неврологические расстройства и даже рак .
Это может быть огромной проблемой, потому что путешествие на Марс в один конец может длиться шесть месяцев. Солнечные бури также непредсказуемы, что усугубляет ситуацию. Одно из решений - разработать космический корабль, который мог бы доставить астронавтов на Марс намного быстрее. Однако космонавты не свободны от этих радиационных рисков, даже когда они попадают на Марс. [8]
Хотя атмосфера Земли защищает нас от опасного излучения, атмосфера Марса не обеспечивает такой защиты. Ученые предлагают решить эту проблему, накрыв среду обитания человека на Марсе толстым материалом, препятствующим солнечным штормам, точно так же, как экранирование частей МКС. Другие предполагают, что люди будут защищены от радиации, если вместо этого будут жить в одной из многочисленных пещер Марса.
2.Наши тела не могут справиться
Человеческие тела с трудом приспосабливаются к уровням невесомости на соседней МКС. Ситуация станет еще хуже во время и после путешествия на далекий Марс. Астронавтам придется справиться с тремя различными гравитационными полями во время путешествия на Марс.
Астронавты испытают первое гравитационное поле здесь, на Земле (до и после поездки). Это обычный, к которому мы привыкли. Во-вторых, это невесомость, которую испытывают астронавты, путешествуя между Землей и Марсом. Третий - это гравитационное поле на Марсе, которое составляет одну треть от силы тяжести на Земле.
Перемещение между гравитационными полями вызывает искажение нашего чувства равновесия и движения. Это также влияет на координацию между нашими глазами, головой и руками. Более низкие уровни гравитации за пределами Земли заставят астронавтов потерять ценную плотность костей. Это делает их кости более уязвимыми, когда они возвращаются на Землю.
Более низкий уровень гравитации за пределами Земли также приведет к утечке биологических жидкостей в голову. Это может вызвать множество проблем, включая камни в почках, обезвоживание, потерю кальция и проблемы с глазами. Наркотики уменьшили бы эффект, но в космосе они действуют иначе. [9]
1.Возвращение
Используя современные технологии, экспедиция на Марс будет путешествием в один конец, потому что астронавты , отправляющиеся на Марс, не смогут вернуться на Землю. В то время как НАСА уже разрабатывает марсианский восходящий аппарат (MAV), чтобы сделать обратный рейс возможным, у этой технологии есть свои проблемы.
После завершения MAV будет весить 18 тонн и будет нести дополнительно 33 тонны топлива для взлета с Марса. Этот огромный вес означает, что он не сможет безопасно приземлиться на Марс из-за тонкой атмосферы планеты, которая может заставить MAV сгореть в атмосфере или врезаться прямо в землю. Для сравнения: самая тяжелая вещь, которую мы приземлили на Марсе, - это марсоход Curiosity, который весит всего одну тонну.
НАСА намеревается решить эту проблему, уменьшив вес MAV и разработав надувной тепловой экран, который замедлит скорость корабля во время его спуска на Марс. MAV будет иметь минималистичный интерьер и может даже не иметь сидений. Однако космонавты не вернутся на Землю. Вместо этого они будут доставлены на корабль возврата на Землю (ERV), который будет вращаться вокруг Марса и вернуть их на Землю. [10]
ERV также был создан для снижения веса. Вместо создания единого космического корабля, который взлетит с Марса и доставит астронавтов на Землю, НАСА создаст систему, состоящую из двух частей, состоящую из MAV и ERV. MAV взлетит с поверхности Марса и доставит астронавтов к ERV, который вернет их на Землю.
Ученые также уменьшат вес MAV, создав топливо из атмосферы Марса. MAV будет извлекать метан (углерод и водород) и кислород, которые ему нужны для производства топлива, из подземных вод и большого количества углекислого газа (CO 2 ) в атмосфере Марса..
