Hay muchas cosas que la humanidad debe superar antes de emprender cualquier viaje de regreso a Marte.
Los dos jugadores principales son la NASA y SpaceX, que trabajan en estrecha colaboración en misiones a la Estación Espacial Internacional, pero tienen ideas contrapuestas sobre cómo será una misión tripulada a Marte.
La medición importa
El mayor desafío (o limitación) es la masa de la carga útil (nave espacial, personas, combustible, suministros, etc.) necesaria para realizar el vuelo.
Todavía estamos hablando de lanzar algo al espacio como liberar su peso con oro.
La masa de la carga útil suele ser solo un pequeño porcentaje de la masa total del vehículo de lanzamiento.
Por ejemplo, archivo Saturno V El misil disparado Apolo 11 A la luna pesar 3000 toneladas.
Pero solo puede lanzar 140 toneladas (5% de la masa de lanzamiento inicial) a la órbita terrestre baja y 50 toneladas (menos del 2% de la masa de lanzamiento inicial) a la Luna.
La masa limita el tamaño de la nave espacial marciana y lo que puede hacer en el espacio. Cada maniobra cuesta combustible para lanzar los motores de los cohetes, y actualmente este combustible debe transportarse al espacio en la nave espacial.
El plan de SpaceX para su tripulación Nave estelar ser el auto Reabastecimiento de combustible en el espacio por un camión cisterna de combustible independiente. Esto significa que se puede transportar mucho más combustible a la órbita del que se puede transportar en un solo lanzamiento.
el tiempo es importante
Otro desafío, estrechamente relacionado con el combustible, es el tiempo.
Las misiones que envían naves espaciales sin tripulación a los planetas exteriores a menudo viajan intrincados caminos alrededor del sol. Usan el llamado Maniobras de asistencia por gravedad Tirachinas eficaz alrededor de diferentes planetas para ganar suficiente impulso para alcanzar su objetivo.
Esto ahorra mucho combustible, pero puede dar lugar a misiones que tarden años en llegar a sus destinos. Esto es claramente algo que los humanos no quieren hacer.
Tanto la Tierra como Marte tienen órbitas circulares (aproximadamente) y una maniobra conocida como Transferencia de Hohmann Es la forma más económica de viajar entre dos planetas. Básicamente, sin entrar en demasiados detalles, aquí es donde una sola nave espacial se quema en una órbita de transferencia elíptica de un planeta a otro.
La transición de Hohmann entre la Tierra y Marte toma alrededor de 259 días (entre ocho y nueve meses) y solo es posible cada dos años debido a las diferentes órbitas alrededor del Sol y Marte de la Tierra.
Una nave espacial podría llegar a Marte en menos tiempo (afirma SpaceX seis meses) pero, lo adivinó, le costará más combustible hacerlo de esta manera.
aterrizaje seguro
Digamos que nuestra nave espacial y nuestra tripulación llegan a Marte. El próximo desafío es aterrizar.
Una nave espacial que ingresa a la Tierra puede usar las nubes generadas por la interacción con la atmósfera para disminuir su velocidad. Esto permite que el vehículo aterrice de forma segura en la superficie de la Tierra (siempre que pueda soportar el calor correspondiente).
Pero la atmósfera de Marte es unas 100 veces más delgada que la de la Tierra. Esto significa menos posibilidades de remolque, por lo que no es posible aterrizar de forma segura sin algún tipo de asistencia.
Algunas misiones aterrizaron en bolsas de aire (como NASA ناس Pathfader misión) mientras que otros usaban propulsores (el de la NASA Fénix Tarea). Este último, nuevamente, requiere más combustible.
Vida en Marte
Un día marciano dura 24 horas y 37 minutos, pero las similitudes con la Tierra se detienen ahí.
La delgada atmósfera de Marte significa que no puede retener el calor como lo hace en la Tierra, por lo que la vida en Marte tiene extremos significativos durante el ciclo día / noche.
La temperatura máxima de Marte es 30 ℃, eso suena muy bien, pero su temperatura más baja es -140 ℃, y su temperatura promedio es -63 ℃. La temperatura promedio en invierno en la Antártida de la Tierra es alrededor de -49.
Por lo tanto, debemos ser muy selectivos sobre dónde elegimos vivir en Marte y cómo manejamos la temperatura durante la noche.
La gravedad en Marte es un 38% de la de la Tierra (por lo que te sentirás más liviano) pero el aire está compuesto principalmente de dióxido de carbono (CO₂) con un pequeño porcentaje de nitrógeno, por lo que es completamente irrespirable. Necesitaremos construir un lugar con clima controlado solo para vivir allí.
SpaceX planes a Lanzamiento de varios vuelos de carga Incluyendo infraestructura crítica como invernaderos, paneles solares y, lo adivinó, una instalación de producción de combustible para misiones de regreso a la Tierra.
La vida en Marte sería posible y muchas simulaciones Ensayos Tu tienes Previamente También Terminado en la tierra para ver cómo la gente lidiaría con tal existencia.
volver a la tierra
El desafío final es el viaje de regreso y traer a las personas de regreso a la Tierra de manera segura.
El Apolo 11 entró en la atmósfera de la Tierra a una velocidad de 40 mil kilómetros por hora, que es un poco menos que la velocidad requerida para escapar de la órbita de la Tierra.
La nave espacial que regresa de Marte tendrá velocidades de retorno de 47.000 km / ha 54.000 km / h, dependiendo de la órbita que utilice para llegar a la Tierra.
Podrían reducir la velocidad en la órbita terrestre baja a unos 28.800 km / h antes de entrar en nuestra atmósfera, pero, lo adivinaste, necesitarían combustible adicional para hacerlo.
Si despegan hacia la atmósfera, harán todas las ralentizaciones por ellos. Solo tenemos que asegurarnos de no matar a los astronautas con fuerzas G o quemarlos con calor excesivo.
Estos son solo algunos de los desafíos que enfrenta una misión a Marte y todos los componentes tecnológicos para que esto suceda están en su lugar. Solo necesitamos gastar tiempo y dinero y ponerlo todo junto.
Artículo de Chris JamesProfesor, Centro Hiperfónico, Universidad de Queensland
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