Menneskeheden skal overvinde mange forhindringer, før enhver hjemrejse kan begynde Mars. Der er to hovedaktører NASA і SpaceX, som arbejder tæt sammen om missioner til den internationale rumstation, men har konkurrerende ideer om, hvordan en bemandet mission til Mars ville se ud.
Størrelse betyder noget
Det største problem (eller begrænsning) er massen af nyttelast (rumskib, mennesker, brændstof, forsyninger osv.), der kræves til rejsen. Massen af nyttelasten er normalt kun en lille procentdel af løfterakettens samlede masse. For eksempel vejede Saturn V-raketten, der sendte Apollo 11 til Månen, 3000 tons. Men den kunne kun sende 140 tons (5% af den oprindelige opsendelsesmasse) i lav kredsløb om Jorden og 50 tons (mindre end 2% af den oprindelige opsendelsesmasse) til Månen.
Masse begrænser størrelsen af et rumfartøj på Mars og dets muligheder i rummet. Hver manøvre kræver brændstofforbrug for at affyre raketmotorerne, og dette brændstof skal nu leveres ud i rummet med rumfartøjer.
SpaceX's plan for sit bemandede rumfartøj er at tanke op i rummet med en separat opsendt brændstofbil. Det betyder, at det vil være muligt at sætte meget mere brændstof i kredsløb end ved én opsendelse.
Tid betyder noget
Et andet problem, der er tæt forbundet med brændstof, er tid. Missioner, der sender ubemandede rumfartøjer til de ydre planeter, følger ofte komplekse baner omkring Solen. De bruger såkaldte gravitationsmanøvrer til effektivt at flyve rundt på forskellige planeter og få fart nok til at nå deres mål.
Dette sparer meget brændstof, men kan få disse missioner til at tage år at gennemføre. Det er klart, at dette er uacceptabelt. Både Jorden og Mars har (næsten) cirkulære baner, og en manøvre kendt som Hohman overgang, er den mest økonomiske måde at rejse mellem de to planeter på. Faktisk, hvis vi ikke går i detaljer, foretager rumskibet en enkelt flyvning langs en elliptisk bane med overgang fra en planet til en anden.
Hohmann-passagen mellem Jorden og Mars tager omkring 259 dage (otte til ni måneder) og er kun mulig omkring hvert andet år på grund af forskellen i kredsløbene omkring Jordens og Mars Sol. Et rumfartøj kan nå Mars på kortere tid (SpaceX siger seks måneder), men du gættede det, det vil kræve mere brændstof.
Sikker landing
Antag, at vores rumfartøj og besætning ender på Mars. Næste opgave er landing. Et rumfartøj, der kommer ind i jordens atmosfære, kan bruge det luftmodstand, der genereres af interaktionen med atmosfæren, til at bremse. Dette gør det muligt for enheden at lande sikkert på jordens overflade (forudsat at den kan modstå den passende opvarmning). Men atmosfæren på Mars er omkring 100 gange tyndere end Jordens. Dette betyder mindre potentiale for modstand, hvilket gør det umuligt at lande sikkert uden hjælp.
Nogle missioner landede på airbags (såsom NASAs Pathfinder-mission), mens andre brugte thrustere (NASAs Phoenix-mission). Sidstnævnte kræver igen mere brændstof.
Livet på Mars
En Mars-dag varer 24 timer og 37 minutter, men det er her lighederne med Jorden slutter. Mars' tynde atmosfære betyder, at den ikke kan holde på varmen så godt som Jorden, så livet på Mars er præget af store dag/nat temperaturudsving. Mars har en maksimal temperatur på 30 ℃, hvilket lyder ret godt, men dens minimumstemperatur er -140 ℃ og gennemsnitstemperaturen er -63 ℃. Den gennemsnitlige vintertemperatur på jordens sydpol er omkring -49℃. Så vi skal være meget forsigtige med at vælge, hvor vi skal bo på Mars, og hvad vi skal gøre med temperaturen om natten.
Tyngdekraften på Mars er 38 % af Jorden (så du vil føle dig lettere), men luften er for det meste kulstof (CO₂) med nogle få procent nitrogen, så den er fuldstændig uåndbar. Vi bliver nødt til at bygge et klimakontrolleret sted at bo der. SpaceX planlægger adskillige fragtflyvninger inden lanceringen, herunder kritiske infrastrukturfaciliteter såsom drivhuse, solpaneler og – du gættede det – et brændstof-luft-produktionsanlæg til missionens tilbagevenden til Jorden.
Livet på Mars er muligt, og der er allerede udført adskillige simulationstests på Jorden for at se, hvordan mennesker ville klare en sådan eksistens.
Du kan læse om det her: Geologer modellerer Mars jordbundsforhold for at plante Mars i fremtiden
Vend tilbage til Jorden
Den sidste opgave er at starte hjemrejsen og bringe folk sikkert tilbage til Jorden. Apollo 11 kom ind i Jordens atmosfære med en hastighed på omkring 40000 km/t, hvilket er lidt under den hastighed, der kræves for at forlade Jordens kredsløb. Rumfartøjer, der vender tilbage fra Mars, vil have atmosfæriske indgangshastigheder på mellem 47 km/t og 000 km/t, afhængigt af den bane, de bruger for at ankomme til Jorden.
De kunne sænke farten i lav kredsløb om Jorden til omkring 28 km/t, før de kommer ind i vores atmosfære igen, men, du gættede det, ville de have brug for ekstra brændstof for at gøre det. Men de vil heller ikke bare kunne bryde ind i atmosfæren. Vi skal bare sikre os, at vi ikke dræber astronauterne ved at overbelaste dem eller brænde dem ud af overophedning.
Dette er blot nogle af de udfordringer, som en mission til Mars står over for, og alle de teknologiske byggesten til at opnå det er allerede på plads. Vi skal bare bruge tid og penge og sætte det hele sammen.
Læs også: