הבית - יֶדַע - פרטים

מדוע קשה לבני אדם לנסוע למאדים ובחזרה?

נסיעה למאדים ובחזרה היא אחד האתגרים המורכבים ביותר שהאנושות שקלה אי פעם. בעוד משימות רובוטיות הצליחו, שליחת בני אדם מוסיפה שכבות של קושי. האזכור האחרון של חומרי הנעה היפרגוליים (כמו הידרזין וחומצה חנקתית) למעשה קשור בטכנולוגיית הרקטות- הוא חלק מרכזי, אבל זה רק חלק אחד. הנה הסיבה שמסע הלוך ושוב על מאדים הוא כל כך מרתיע.


1. מרחק וזמן נסיעה

מאדים הוא, בממוצע, בערך140 מיליון מייל (225 מיליון ק"מ)מכדור הארץ. אפילו ביישור אופטימלי (שמתרחש בערך כל 26 חודשים), מעבר בכיוון אחד לוקח6-9 חודשיםבאמצעות הנעה נוכחית.

משך המשימה הכולליהיה2-3 שנים(כולל זמן על מאדים והחזרה).

בניגוד לירח (במרחק שלושה ימים), אין אפשרות להצלה או הפסקה מהירה.


2. הנעה וגודל חללית

כדי להשיג צוות, בית גידול, מערכות נחיתה ולהחזיר רכב למאדים, אנחנו צריכים חללית גדולה בהרבה מכל מה שטס קודם לכן.

רקטות כימיות(כמו אלה המשתמשים בדלקים היפרגוליים) אמינים אך בעלי יעילות מוגבלת. סביר להניח שנצטרך שיגורים מרובים כדי להרכיב את הרכב במסלול או להשתמש בהנעה מתקדמת (תרמית גרעינית, חשמלית) שעדיין בפיתוח.

נחיתה על מאדיםזה מסובך: האטמוספירה עבה מספיק כדי לגרום לחימום קיצוני, אבל דלילה מדי בשביל שמצנחים בלבד יוכלו להאט רכב גדול. אנו זקוקים להנעה על-קולית-להנחית מטען כבד בעדינות מעולם לא נעשתה עם בני אדם על הסיפון.

עלייה ממאדיםדורש רקטה חזקה מספיק כדי להימלט מכוח הכבידה של מאדים (כ-38% מהכבידה של כדור הארץ) אבל קטנה מספיק כדי להימסר שנים קודם לכן. הרקטה הזו חייבת להישאר פעילה על פני השטח במשך חודשים.


3. תמיכת חיים ואספקה

צוות של 4-6 יזדקקניהול מזון, מים, חמצן ופסולתבמשך כמעט שלוש שנים ללא אספקה ​​מחודשת.

מערכות ISS הנוכחיות מסתמכות על ספינות משא רגילות. עבור מאדים, הכל חייב להיות מועבר מכדור הארץ או מיוצר באתר (ניצול משאבים באתר, ISRU).

מיחזור מיםותמיכת חיים בלולאה סגורהחייב להגיע לאמינות של כמעט 100%-כשל באמצע התחבורה עלול להיות קטלני.


4. קְרִינָה

מעבר לשדה המגנטי המגן של כדור הארץ, אסטרונאוטים נחשפים לשני מקורות קרינה עיקריים:

אירועי חלקיקי שמש- התפרצויות בלתי צפויות של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה מהשמש.

קרניים קוסמיות גלקטיות– קרינה קבועה, חודרת גבוהה מחוץ למערכת השמש.

טיול הלוך ושוב למאדים עלול לחשוף את האסטרונאוטיםמינוני קרינה מעל גבולות הקריירה הנוכחיים, הגדלת הסיכון לסרטן לכל החיים. המיגון כבד; פתרון בר-קיימא (למשל, מיגון מים, זמני מעבר מהירים או מיגון פעיל) עדיין נמצא בתהליך חידוד.


5. מיקרו כבידה ובריאות האדם

חוסר משקל ממושך גורם לניוון שרירים, אובדן צפיפות עצם, שינויים בראייה (עקב תזוזות נוזלים בגולגולת) ובעיות פוטנציאליות במערכת החיסון.

על הירח, אסטרונאוטים שהו ימים בלבד. צוות מאדים יבלה יותר משנה באפס-ג' (מעבר) פלוס זמן על מאדים, שם כוח הכבידה הוא רק 38% מזה של כדור הארץ.

כוח משיכה מלאכותי(למשל, קטעי חללית מסתובבים) יכולים למתן את זה, אבל אף חללית עדיין לא טסה עם מערכת כזו.


6. גורמים פסיכולוגיים וחברתיים

בידוד, כליאה ועיכובים בתקשורת הופכים את המשימה לקיצונית מבחינה פסיכולוגית.

עיכוב בתקשורתנע בין4 עד 24 דקותחד כיווני, בהתאם ליישור הפלנטרי. שיחה בזמן אמת היא בלתי אפשרית; הצוותים חייבים לפעול באוטונומיה גבוהה.

ללא תמיכה מיידית מבקרת המשימה, ללא פרטיות, ואותו צוות קטן במשך שנים. זה מעולם לא נוסה במשך כל כך הרבה זמן.


7. נחיתה וחזרה בדייקנות

כניסה, ירידה ונחיתהעל מאדים ידוע בתור "שבע דקות של טרור" אפילו עבור רובוטים. עבור בני אדם, אנחנו צריכים לנחות בדיוק מדויק ליד אספקה ​​ממוקמת מראש ורכב חוזר.

שיגור ממאדיםחייב להיות מתוזמן מדויק למפגש עם מסלול החזרה לכדור הארץ. אם רכב העלייה נכשל, אין גיבוי.


8. ניצול משאבים במקום (ISRU)

כדי להפוך את המשימה לביצוע, סביר להניח שעלינו לעשות זאתלייצר חומר הנעה על מאדים(למשל, שימוש בתגובת Sabatier להכנת מתאן מ-CO₂ של מאדים וקרח מים). טכנולוגיה זו מעולם לא הוכחה בכוכב אחר בקנה מידה.


9. עלות ורצון פוליטי

עלות משימת מאדים אנושית מוערכתמאות מיליארדי דולריםבמשך עשרות שנים. שמירה על מחויבות זו על פני מספר ממשלים ושותפויות בינלאומיות היא אתגר פוליטי לא פחות מאתגר טכני.


חיבור הרקטות

הזכרת קודם חומרי הנעה היפרגוליים (חומצה חנקתית + הידרזין). בעוד שאלו משמשים בחלליות מסוימות (למשל, לתמרון דחפים), סביר להניח שמשימת מאדים תשתמשמתאן/LOXאוֹמימן/LOXלהנעה עיקרית מכיוון שהם מציעים ביצועים טובים יותר ויכולים להיות מיוצרים על מאדים. היפרגולים הם רעילים ומאכלים, מה שהופך אותם לפחות אידיאליים עבור כלי רכב עם צוות שבהם בטיחות הטיפול היא מעל הכל.


תַקצִיר

הקושי הוא לא בעיה אחת-זההִשׁתַלְבוּתמכולם:

רכב שיכול להעביר בני אדם בבטחה במשך שנים

הגנה מפני קרינה ומיקרו-כבידה

מערכות תמיכת חיים ושטח אמינות

היכולת לנחות, לחיות ולהשיק מעולם אחר

הכל במסגרת תקציב ולוח זמנים שהחברה יכולה לעמוד בהם

אנחנו פותרים את אלה חלק אחר חלק (למשל, ארטמיס לירח משמש כקרקע הוכחה), אבל נסיעה הלוך ושוב על מאדים נותרה המבחן האולטימטיבי של ההנדסה והסיבולת שלנו.

cgi-binmmwebwx-binwebwxgetmsgimgMsgID1443667882388487315skeycryptfc5d4a63388347476d41d9a392b659a371e0eee4mmwebappidwxwebfilehelper

שלח החקירה

אולי גם תרצה