Uitat de Marte, Matt Damon din blockbuster-ul de la Hollywood „The Martian” a trebuit să facă față multor dificultăți pentru a supraviețui pe Planeta Roșie. Cu toate acestea, în viața reală, ar trebui să lupți pentru această viață cu mult înainte de a ajunge efectiv la Marte. Într-adevăr, pe lângă radiații, probleme psihologice și fizice asociate unei șederi îndelungate în spațiu, o persoană va trebui să se confrunte cu alte teste în timpul zborurilor reale către Marte. Să aruncăm o privire asupra celor mai evidente.
Zile marțiene mai lungi
O zi marțiană este cu aproximativ 40 de minute mai lungă decât pe Pământ. Și deși la prima vedere poți, dimpotrivă, să te bucuri că vei avea până la 40 de minute mai mult în fiecare zi, acest lucru se poate dovedi de fapt o problemă foarte gravă, întrucât ritmul biologic zilnic al unei persoane este proiectat timp de 24 de ore. 40 de minute suplimentare pe zi, pe Marte, vor conduce în curând la persoana care dezvoltă jet lag, care la rândul său se va manifesta sub formă de oboseală constantă și sănătate precară.
Operatorii aerospatiali ai NASA au experimentat deja toate „bucuriile” acestui sindrom, deoarece au fost nevoiți să lucreze în conformitate cu vremea marțiană, de îndată ce unul dintre primii roveri trimiși pe Marte și-a început activitatea zilnică pe Planeta Roșie. Toți angajații misiunii spațiale Sojourner pe Marte, de exemplu, au aderat la aceeași perioadă în care roverul a trebuit să lucreze. După o lună cu un program atât de aglomerat, operatorii, cum spun ei, s-au smuls.
Pentru rovers-ul marțian ulterior, centrul de control al NASA a fost capabil să țină cu succes timp marțian timp de trei luni, dar până la sfârșitul misiunii, lucrătorii erau încă foarte obosiți. Pe baza observațiilor, oamenii de știință au descoperit că o persoană este capabilă să respecte timpul marțian doar pentru perioade scurte. Astronauții, care vor trebui să stea pe Marte luni întregi, nu vor putea ieși niciodată din cadrul timpului marțian.
Studiile anterioare ale problemelor legate de somn au arătat că organismul uman are un ritm biologic natural de 25 de ore, cu toate acestea, după cum s-a dovedit mai târziu, rezultatele acestor studii au fost incorecte. După ce au fost făcute noi observații, niciunul dintre participanți nu s-a putut adapta la vremea marțiană.
Video promotional:
Gravitate redusă
În ciuda posibilității de a simula călătoria spațială pe Marte la bordul Stației Spațiale Internaționale printr-o lungă ședere pe ea, efectul expunerii prelungite a corpului uman la gravitația marțiană (38 la sută din cele ale Pământului) rămâne în continuare un mister pentru oamenii de știință. Expunerea prelungită la această gravitație parțială va păstra integritatea mușchilor și a densității scheletului? Și dacă nu, cum să faci față? Având în vedere că în orice zbor spre Marte, o persoană va trebui să petreacă multe luni într-o cutie închisă, găsirea răspunsurilor la aceste întrebări este esențială.
În mai puțin de simulările ideale, două studii la șoareci au arătat că pierderea de oase și mușchi în condiții de gravitație marțiană poate fi echivalentă cu nicio gravitate. Primul studiu a descoperit că chiar și a fi într-un mediu cu 70% din greutatea Pământului nu ar împiedica pierderea musculară și osoasă.
Într-un al doilea studiu, cercetătorii au descoperit că șoarecii și-au pierdut cel puțin aproximativ 20% din masa scheletică în medii cu gravitație scăzută. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că toate aceste studii se bazează pe simulări. Până când astronauții vor debarca de fapt pe Marte, va fi imposibil să se știe adevăratele efecte ale gravitației reduse asupra corpului lor.
Suprafață aspră marțiană
Primul lucru pe care Neil Armstrong și-a dat seama după ce a ieșit pe suprafața lunară a fost că zona de aterizare a fost literalmente acoperită de bolovani mari care reprezintă un pericol pentru pământul său. O problemă similară ar putea apărea pentru astronauții care vor ateriza pe Marte. Aceștia vor avea foarte puțin timp pentru a identifica și a evita lovirea pământului pe astfel de pietrișuri sau pietre de nisip. Stâncile și diversele pante pot provoca răsturnarea de pe Marte. Cert este că chiar și modificări foarte mari în planul suprafeței pot fi foarte dificil de detectat de pe orbită, astfel încât persoanele care vor crea planuri de aterizare pot pur și simplu să rateze astfel de modificări.
Micile fisuri și depresiuni pot înșela și senzorii, care, la rândul lor, pot duce la eliberarea prematură a parașutelor sau a picioarelor de aterizare, precum și la calcularea automată incorectă a vitezei de aterizare. Șansele ca proprietarul să se confrunte cu un dezastru din cauza unui sit de aterizare analizat incorect sunt surprinzător de mari. Un studiu a constatat că aceste șanse sunt de aproximativ 20 la sută.
Mărimea carenajului nasului rachetă
În dezvoltarea unui modul de aterizare Marte echipat, apare o problemă tehnică gravă aproape instantaneu - diametrul carosării nasului rachetei pe care va fi lansat acest modul Marte. În ciuda diametrului actual al celui mai mare carotaj fiind de 8,4 metri, va fi foarte dificil să se potrivească dimensiunilor sale cu proiectarea unui debarcat de pe Marte.
Scutul de căldură de protecție necesar pentru a proteja sarcina grea ar fi apoi prea mare pentru a se încadra sub carieră. Prin urmare, în acest caz, cel mai probabil, va fi necesară utilizarea tehnologiei de protecție termică gonflabilă, a cărei dezvoltare este în prezent doar în stadiul experimental.
Utilizarea proiectului actual al radomului pentru o misiune Marte ar necesita un lander mult mai compact, care să se potrivească cu radomul de 8,4 metri. Orice module mai mari nu se potrivesc pur și simplu.
Chiar dacă se decide să se utilizeze un lander mai compact, atunci, cel mai probabil, din cauza unor astfel de limitări tehnice, designul său va trebui să fie refăcut. De exemplu, va trebui să reciclăm nu numai locația astronauților, ci și rezervoarele de combustibil ale modulului. Dimensiunea caroseriei în sine nu poate fi modificată, deoarece acest lucru destabilizează vehiculul de lansare.
TDU supersonic
Unul dintre principalele moduri de a reduce viteza modulului de aterizare pe Marte pentru andocarea moale cu suprafața marțiană este un sistem supersonic de propulsie la frânare (TSP). Esența sa constă în utilizarea motoarelor cu jet orientate spre mișcare pentru a decelera aparatul de la viteze supersonice.
Folosirea unui TDU supersonic în atmosfera subțire cu rarefieri de pe Marte este o necesitate. Cu toate acestea, pornirea motoarelor supersonice ar putea crea o undă de șoc care ar putea deteriora terenul de pe Marte. NASA, de exemplu, are puțină experiență cu astfel de proceduri, ceea ce la rândul său reduce șansele ca întreaga misiune să aibă succes.
Această tehnologie are trei aspecte problematice. În primul rând, efectul de interacțiune dintre fluxul de aer și gazele de evacuare ale motorului poate împărți literalmente lander-ul în jumătate. În al doilea rând, căldura generată de evacuarea combustibilului uzat de rachetă poate încălzi terenul. În al treilea rând, menținerea stabilității lander-ului la lansarea TDU-uri supersonice poate fi o sarcină foarte descurajantă.
În ciuda testării anterioare la scară mică a tunelului eolian pentru astfel de TDE, sunt necesare multe teste la scară completă pentru a determina fiabilitatea unui astfel de sistem. Aceasta este o sarcină foarte costisitoare și consumatoare de timp. Totuși, aceeași NASA poate avea și o versiune alternativă (indirectă) de testare a acestor sisteme. Compania privată americană SpaceX încearcă activ să dezvolte o rachetă reutilizabilă care folosește un principiu similar de aterizare. Și trebuie menționat că există succese în această direcție.
Electricitate statica
Da, da, același lucru care face ca părul să stea la capăt sau o mică șoc electrică când atingeți ceva. Aici, pe Pământ, electricitatea statică poate fi subiectul diferitelor glume și farse (deși în condițiile Pământului poate fi și periculoasă), dar pe Marte, electricitatea statică se poate transforma în probleme grave pentru astronauți.
Pe Pământ, majoritatea descărcărilor statice se datorează proprietăților izolatoare ale bazelor de cauciuc ale încălțămintei pe care le purtăm. Pe Marte, suprafața planetei Marte va servi drept material izolant. Chiar și pur și simplu mergând pe suprafața marțiană, un astronaut poate construi suficientă energie electrică statică pentru a arde electronice, cum ar fi blocarea aeriană, doar prin atingerea carcasei metalice exterioare a navei.
Particularitatea și uscăciunea suprafeței marțiene o face un material izolant excelent. Particulele de pe suprafața marțiană pot fi de până la 50 de ori mai mici decât particulele de praf de pe Pământ. Când mergeți pe ea, o anumită cantitate din ea se va acumula pe cizmele astronauților. Când vântul marțian o va arunca, pantofii lui vor acumula suficientă încărcare pentru a provoca o ușoară șoc electric, care în astfel de condiții ar putea fi suficient pentru a îngropa întreaga misiune.
Călăreții marțieni, care lucrează acum pe Planeta Roșie, folosesc ace speciale mai subțiri care descarcă încărcarea în atmosferă și îl împiedică să lovească electronica rovers-urilor. În cazul misiunilor cu echipaj pe Marte, vor fi necesare costume speciale pentru a proteja atât astronauții cât și echipamentele pe care le vor folosi.
Booster adecvat
Sistemul de lansare a spațiului (SLS) este în prezent cel mai mare vehicul de lansare în dezvoltare și este de așteptat să fie utilizat în viitorul apropiat. Această rachetă pe care Occidentul intenționează să o folosească pentru misiuni cu echipaj pe Marte.
Planurile actuale ale NASA necesită o duzină de rachete SLS pentru o misiune tripulată pe Marte. Cu toate acestea, actuala infrastructură de sol pentru lansările SLS îndeplinește condițiile necesare numai în parametri minimi: este necesar să existe cel puțin o cameră pentru montarea rachetei, un transportor uriaș pentru livrarea rachetei la lanseta și o singură placă de lansare.
Dacă chiar și una dintre aceste componente se rupe sau nu reușește, atunci vor apărea îngrijorări serioase cu privire la disponibilitatea vehiculului de lansare necesar, ceea ce, la rândul său, va pune în discuție chiar posibilitatea unei misiuni cu echipaj pe Marte.
De exemplu, orice întârzieri asociate cu configurarea și validarea tuturor sistemelor SLS pot aduce modificări majore la programările de pornire. Probleme tehnice mai puțin semnificative și chiar condițiile meteorologice pot crea aceleași probleme.
În plus, andocarea pe orbită necesară pentru asamblarea unei nave spațiale pentru a merge pe Marte necesită respectarea așa-numitei ferestre de lansare, adică momentul în care va fi lansată racheta. În plus, lansarea unei nave spațiale către Marte direct de pe orbita Pământului necesită, de asemenea, respectarea unui anumit interval de timp. Oamenii de știință au dezvoltat modele de lansare întregi pe baza datelor istorice cu privire la lansările timpurii ale navetei. Aceștia arată lipsa de încredere că racheta SLS va fi disponibilă la o anumită fereastră de lansare, care, la rândul ei, poate pune capăt oricărei misiuni tripulate în Marte.
Solul marțian toxic
În 2008, sonda robotică a NASA a făcut o descoperire istorică. Perclorate au fost găsite pe suprafața lui Marte. În ciuda faptului că acești reactivi toxici și-au găsit drumul în producția industrială, pot provoca probleme grave cu glanda tiroidă la oameni, chiar și atunci când sunt folosiți în cantități mici.
Pe Marte, concentrația de perclorate în sol este de 0,5%, ceea ce este deja foarte periculos pentru oameni. Dacă astronauții aduc acești reactivi în locuințele lor marțiene, în timp, cu siguranță, se va întâmpla poluarea și apoi otrăvirea.
Procedurile de decontaminare utilizate frecvent în industria minieră pot ajuta la reducerea probabilității de contaminare într-o oarecare măsură. Cu toate acestea, nu va fi posibil să scăpați complet de problema în condițiile lui Marte și, prin urmare, astronauții vor aștepta mai devreme sau mai târziu probleme cu glandele tiroidiene.
În plus, otrăvirea cu percleroze corporale este asociată cu diverse boli ale sistemului circulator. Adevărat, oamenii de știință în această direcție încă nu au avansat departe și, prin urmare, elucidarea tuturor efectelor percloraților asupra corpului uman nu a fost încă învățată. Prin urmare, pe termen lung, consecințele de a fi pe Planeta Roșie sunt foarte greu de prevăzut.
Este probabil ca astronauții să fie nevoiți să ia în mod constant hormoni artificiali pentru a-și menține metabolismul, pentru a combate efectele expunerii pe termen lung la perclore.
Depozitarea pe termen lung a combustibilului rachetelor
Avem nevoie de rachetă pentru a zbura către Marte și înapoi. Alimentare cu combustibil enorm. Cel mai eficient combustibil rachetă în acest moment este combustibilul criogen, care este hidrogenul lichid și oxigenul.
Acest combustibil trebuie răcit constant în timpul depozitării. Cu toate acestea, chiar și cu pregătirea maximă, conform statisticilor, 3-4 procente de scurgeri de hidrogen apar lunar din rezervoarele de combustibil. Dacă, deja în zbor, astronauții constată că rezervoarele lor de combustibil nu au suficient combustibil pentru drumul de întoarcere acasă, atunci - înțelegeți voi înșivă - va avea loc un dezastru complet.
Astronauții vor trebui să monitorizeze fierberea combustibilului criogen timp de câțiva ani până când misiunea lor pe Planeta Roșie va avea loc. Combustibil suplimentar ar putea fi produs direct pe Marte însuși, dar depozitarea și răcirea acestuia vor necesita instalarea unor răcitoare speciale, care, la rândul lor, necesită electricitate pentru funcționare. Prin urmare, înainte de a începe o misiune pe Marte, trebuie să efectuăm multe teste pe termen lung ale tehnologiilor de stocare a combustibilului pentru a ne asigura că avem suficient combustibil în toate circumstanțele.
Dragoste și dezacorduri
În cadrul zborurilor spațiale pe termen lung, nimeni nu poate renunța la apariția unei relații romantice între membrii echipajului. Până la sfârșitul unei zile de lucru dificile, mulți oameni au nevoie de relaxare psihologică și fizică, modul în care ieșirea este doar o relație de dragoste. Și, la prima vedere, totul sună drăguț și romantic, în practică în spațiu, acest tip de relație poate fi foarte rău pentru întreaga misiune.
În 2008, un grup de oameni a participat la un experiment. Starea lungă într-un spațiu închis a fost folosită ca simulare a unui zbor spre Marte. Evenimentele experimentului au scăpat de sub control într-un moment în care unul dintre „astronauți” era foarte supărat că prietena lui a refuzat să facă sex cu el și a ales în schimb un al treilea astronaut. Aflat într-o stare de stres și oboseală constantă, primul astronaut la un moment dat nu a putut să-l suporte și totul s-a încheiat cu o falcă spartă a celui de-al treilea astronaut. Dacă acesta nu ar fi un experiment, ci o adevărată misiune spațială, atunci un astfel de comportament ar pune în serios succesul său.
Din păcate, NASA nici măcar nu încearcă să ia în considerare toate aceste posibilități. Potrivit unui raport recent al Academiei Naționale de Științe a SUA, NASA nu a investigat deloc problemele posibilelor relații sexuale în misiunile spațiale pe Marte și, de asemenea, nu s-a ocupat de problemele posibile ale compatibilității psihototipurilor persoanelor în misiunile spațiale pe termen lung.
