كيفية البشر قهر المريخ وما بعده

How humans will conquer Mars and beyond

 

مدعوم من Guardian.co.ukهذه المقالة بعنوان “كيفية البشر قهر المريخ وما بعده” كتبه كيفن فونغ, بالنسبة للمراقب يوم الاحد 13 ديسمبر 2015 08.30 التوقيت العالمي

هذا العام المعهد الملكي عيد الميلاد محاضرات نظرة على التحدي المتمثل في رحلات الفضاء البشرية وما يلزم لالقاء البشر إلى الحدود النهائية في رحلات الاستكشاف.

كطبيب قضيت أكثر من عقد من الزمان السفر ذهابا وإيابا بين المملكة المتحدة وفي ناسا مركز جونسون للفضاء في هيوستن, يعمل الباحث الزائر على المشاريع التي تتراوح بين دراسة آثار البيئة الفضائية على الشيخوخة علم وظائف الأعضاء لأنظمة الجاذبية الاصطناعية. في نفس الوقت كنت أعمل على استكمال التدريب الطبي صغار في التخدير والعناية المركزة. ومن الغريب تحاول لصق تلك الأرواح اثنين معا. العمل على وحدة العناية المركزة ليلة وضحاها, يتوجه إلى المطار في نهاية التحول, الاستيلاء على بعض النوم على متن الطائرة, ومن ثم وصوله في اليوم التالي في قاعة اجتماعات في هيوستن, حيث كان الناس يجلسون حول الحديث عن كيفية ارسال الناس بأمان إلى المريخ.

ولكن الشيء الذي ربط اثنين كان التحدي الحياة في أقصى. في المستشفى كنت أبحث في اقصى الحياة عندما تحدى الأمراض والإصابات. في ناسا كنت أبحث في التهديد الذي يشكله لعلم وظائف الأعضاء البشرية من اقصى العالم المادي والكون.

عندما نتحدث عن البيئات القاسية يمكن أن نحصل على فكرة تقريبية عن التقشف من خلال الحكم متى سوف تدعم حياة الإنسان بلا حماية وغير معتمد. قبل أن الفضاء الاجراء المتطرف النهائي: معاد فريد لعلم وظائف الأعضاء البشرية, لا يقدم الدعم للحياة البشرية على الإطلاق. ان مسافر الفضاء دون وقاية البقاء على قيد الحياة في تلك البيئة لمجرد بضع ثوان.

قد يتصور أنه سيكون هناك الكثير للطبيب أن تفعل - أنه عندما يتعلق الأمر إلى استكشاف الإنسان للفضاء, كان الناس الذين يفهمون ويمكن التلاعب علم وظائف الأعضاء البشرية تكون في طليعة هذا الجهد. ولكن الأطباء تلعب الدور الثانى الفقراء إلى ما هو ساحقة الثقافة الهندسية - ولسبب وجيه.

الرحلات الفضائية هي من حيث المبدأ المادي بسيط جذاب. البساطة في حقيقة أن نيوتن قد بدأت لفهم الديناميات التي يقوم عليها ما يقرب من 400 منذ سنوات. إلى ترك الأرض والدخول في مدار حوله, تحتاج أولا إلى رمي كائن في جميع أنحاء العالم من الصعب جدا أن مسار يمتد إلى أبعد الآفاق الأرض - من الصعب جدا أنه يمكن أن يتم الوقوع في مثل هذه الطريقة التي يجدها أبدا مرة أخرى على الأرض.

وذلك لوضع الكائن في مدار حول الأرض عليك أن توفر لها كمية هائلة من الطاقة. بعبارات عامة وذهبت أسرع وأوسع دائرة نصف قطرها من المدار على تحقيق; للحصول على وسيلة لتحقيق مدار اسعة بما يكفي لحملها على تفويت كل من الأرض والطبقات العليا من الغلاف الجوي, لوضع لكم في نفس الارتفاع كما محطة الفضاء الدولية بعض 250 ميل فوقنا, تحتاج إلى السفر في جميع أنحاء 17،500mph.

وهذا يتطلب وسيلة الدفع عن طريق محركات وخزانات الوقود لديها القدرة التفجيرية لسلاح نووي صغير. هذه الرحلة, من سطح الأرض إلى مدار منخفض حول الأرض - على متن مركبة الفضاء سويوز - يأخذ ما يزيد قليلا عن ثماني دقائق. وذلك لسبب أن الثقافة في وكالة ناسا, وكالات الفضاء في جميع أنحاء العالم, ومتجذرة بقوة في مطالب الهندسة بدلا من تلك التي البيولوجيا البشرية لأن في تلك الفترة قصيرة ولكن عنيفة هناك شيء تقريبا الطب الحديث يمكن أن تقدم في سبيل حماية. خلال إطلاق, إما الأعمال الهندسية ويعيش الجميع, أو أنه لا ويفنى الجميع.

الحفاظ على حياة الإنسان في جميع أنحاء إطلاق لا يتوقف على الإجراءات الطبية ولكن على طبقات متحدة المركز من حماية المصطنعة التي تصميم المهندسين وبناء وقماط طواقم رواد الفضاء في.

يجب على محركات الصواريخ النار تماما, تقديم مجرد التوجه الصحيح في الوقت المناسب تماما, موجهة بدقة في الطريق الصحيح. يجب عدم السماح للقوة هائلة من أن الدفع لزعزعة السيارة, أنظمتها أو حمولتها الهشة الركاب بعيدا. بل هي مهمة للفرق هندسية للتأكد من أن قاذفة والسيارة مصممة بحيث تؤدي في مواجهة القوى التي تحاول تدميرها.

وتطفو فوق هذا البرج من الكيروسين والأكسجين هو كبسولة صغيرة, مع حجم حفنة من صناديق الهاتف, واثنين من طن من الإمدادات وثلاثة ركاب مكتظة في بينهم. أن الكبسولة عبارة عن فقاعة صغيرة من دعم الحياة, مقروص الخروج من الأرض والمحافظة عليه صناعيا. داخل, لا تزال توفر المزيد من المعدات جو تنفس مع ما يكفي من الضغط والدفء لدعم الحياة في الفراغ من الفضاء. إذا كنت البقاء إطلاق, مشاكلك هي في الواقع إلا مجرد بداية.

هادفيلد كريس في محطة الفضاء الدولية
طاولة عالية: كريس هادفيلد تناول الطعام في انعدام الجاذبية على متن محطة الفضاء الدولية. صورة: في

محطة الفضاء الدولية

أنه من المغري التفكير في محطة الفضاء الدولية كما مرحبا التكنولوجيا الأخ الأكبر بيت, العائمة عاليا فوق الأرض. في بعض الحواس هذا صحيح: الظروف المعيشية قاسية بكل المقاييس العادية. هناك عدد قليل من وسائل الراحة والخصوصية الصغيرة الثمينة. بل هو ترتيب يعيشون تعج احتمالات الصراع الاجتماعي الضخم. ولكن بشكل ملحوظ أن يتم تجنب إلى حد كبير وفي 15 سنوات من العمل لم تكن هناك أي عمليات الإخلاء.

لكن محطة الفضاء الدولية هي أكثر بكثير من مجرد كتلة الإقامة. عندما تذهب أطقم للعيش هناك هم الذين يقيمون داخل الجهاز التي تقوم عليها حياتهم تعتمد كل ثانية من اليوم. انهم حلل كهربائيا المياه لإنتاج الأوكسجين, توظيف المناخل الجزيئية لتنظيف الغازات العادمة من الهواء الذي يتنفسونه, تشغيل أنظمة التدفئة من ألواح الطاقة الشمسية الهائلة التي يمكن أن تضخ 80KW السلطة. يدفع أن الطاقة الشمسية أيضا أربعة جيروسكوبات ضخمة, الذي ثابتة وتوجيه المحطة, ومنعه من الهبوط خارج نطاق السيطرة.

محطة الفضاء الدولية هي أبعد ما تكون عن الهدوء: ذلك تدندن ويئن الدوام; والمشجعين تشغيل في كل وقت. دون خطورة الهواء الساخن لا يرتفع والهواء البارد لا تغرق. هناك, ونتيجة لذلك, لا الحراري ودون أنه من الصعب للحصول على الهواء لنقل أو مزيج. وهذا بدوره يسبب مشاكل, ترك رواد الفضاء عرضة للصداع في المناطق سيئة التهوية, حيث ثاني أكسيد الكربون الزفير يمكن أن تتراكم. ومن هنا طبل المستمر من المحركات متماوج الهواء. المسودات في محطة الفضاء الدولية, مثل كل شيء آخر تقريبا أن طواقم تعتمد على لحياة صحية, هي اصطناعية. كل هذا الجهد لمجرد الحفاظ على هذه الفقاعة من دعم الحياة في مخفر فقط 250 ميلا فوق رؤوسنا. التحديات التي ينطوي عليها الفيلق ونحن لم نبدأ حتى في الحديث عن ترك المدار الأرضي المنخفض حتى الآن.

العودة إلى القمر

هناك عمل لم يكتمل على سطح القمر. وهو ما يقرب من نصف قرن منذ هبطت برنامج أبولو اثني عشر رجلا على سطحه. وعلى الرغم من أنه يمثل كنز من الاكتشافات العلمية, وكان أحد للوراء منذ. مدار منخفض حول الأرض هو 250 على بعد أميال ويمكن الوصول إليها في غضون دقائق. القمر حول 250,000 على بعد أميال, يأخذ أيام للوصول إلى و, بالإضافة إلى العزلة وتعقيد المضافة للعلم الصواريخ المطلوبة, يترك طواقم عرضة للإشعاع للغاية. على الأرض نحن الحماية من بعض أنواع الإشعاعات التي كتبها بطانية سميكة من الغلاف الجوي فوق, التي تمتص أشعة غاما, الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية التي من شأنها أن يكون الأمر خلاف ذلك ضررا. ولكن هناك طبقة أخرى من الحماية التي تحافظ أيضا على سلامتنا: المجال المغناطيسي للأرض.

الغلاف المغناطيسي مرشحات من أصل الأنواع الضارة وخاصة من الإشعاع, والتي تأتي في شكل مشحونة, الجسيمات العالية الطاقة - البصاق الأنوية الذرية بها باعتبارها من قبل المنتج من التفاعلات النووية الحرارية في النجوم بما في ذلك منطقتنا. هذا النوع من الأشعة هو ضار للغاية و, خلال التوهجات الشمسية, يمكن أن تزيد في شدة من قبل العديد من آلاف المرات. في الوقت الحاضر لدينا سوى القليل من الحماية الفعالة من الإشعاع الذي يأتي مع أسوأ التوهجات الشمسية.

المريخ وما بعده

في السنوات الأخيرة وقد وجدت فكرة وضع أطقم بشرية على سطح شيء ما عدا القمر أو المريخ في طريقها الى وثائق استراتيجية من وكالات الفضاء الدولية. هذه المهمة هي أقل الخيال العلمي مما تظن. مهمة روزيتا الفضاء Agenecy الأوروبي, التي هبطت بشكل مذهل ل فيلة اندر على سطح المذنب في العام الماضي, أظهرت لنا أننا يمكن أن تجد واعتراض هدف صغير تندفع من خلال مئات المليارات الفضاء الأميال. هذا وكالات الثقة وبالنظر إلى أن فكرتهم من الهبوط طاقم البشري على كويكب قد يكون قابلا للتحقيق.

لكنه الآن أنها المريخ التي تقع على حافة إمكانية, ويبقى أن رحلة يمثل تحديا على نطاق مختلف. مع المريخ, المشكلة هي المسافة والزمن. للوصول إلى الكوكب الأحمر كان لديك لاجتياز مئات الملايين من الأميال الكواكب; أكثر من 1,000 مرات المسافة المقطوعة طواقم أبولو إلى القمر. مع التكنولوجيا الحالية سيستغرق ما بين ستة وتسعة أشهر من السفر من الأرض إلى المريخ، ونفسه مرة أخرى في مباراة العودة.

كما أن هناك العديد من الوقت الذي يقضيه دون أي حمولة الجاذبية على جسمك. الوزن قد تبدو متعة, ولكن مثل كل شيء آخر, الكثير جدا من أنه يمكن أن يكون شيئا سيئا. عندما فسيولوجي يعتبر أول ما أثر قد يكون بيئة الفضاء على جسم الإنسان, قبل أي شخص قد كان حتى في الفضاء, أنها توقع بشكل صحيح أن العضلات والعظام من شأنه أن يضيع. نحتت تلك الأنظمة عن طريق الجاذبية ويمكن لأي شخص من أي وقت مضى من ذلك بكثير نظرت إلى صالة ألعاب رياضية يعلم, إذا كنت لا تستخدم تفقد ذلك. بسبب هذا, يجب أن طواقم على متن محطة الفضاء الدولية إخضاع أنفسهم إلى البرنامج اليومي للممارسة مقاوم في محاولة لمنع بعض من تلك العظام والعضلات وفقدان.

على سطح المريخ
كانت هناك حياة على المريخ? البقع الداكنة على سطح الكوكب الذي يبدو أن تشير إلى وجود المياه المتدفقة. صورة: ناسا / رويترز

الوزن شأنه أن يحدث دمارا مع الأنظمة الأخرى. إنه شئ مزعج حواسك من التوازن والتنسيق, مما يجعل من الصعب على أفراد الطاقم لتتبع الأهداف المتحركة, خلق أوهام الحركة و, في الأيام القليلة الأولى من الرحلة, مما يجعل عموما يجعلهم يشعرون بالانزعاج جميلة. مع استثناء من الغثيان, كل هذه المشاكل تميل إلى الحصول على أسوأ يعد لكم قضاء انعدام الوزن.

في الآونة الأخيرة, تفجرت المشاكل يصل - جديدة - وربما أكثر إثارة للقلق. لأسباب غير واضحة حتى الآن تماما الضغط في أدمغة بعض رواد الفضاء يبدو أن الارتفاع نتيجة لرحلات الفضاء, وهذا وقد تم ربط لتغييرات في بصرهم التي لا تزال قائمة في بعض الأحيان لسنوات عديدة بعد عودتهم إلى الأرض. تم فقط لاحظت هذه الظاهرة بعد مدة طويلة البعثات, الذي يسلط الضوء على رسالة: تنفق الكثير من الوقت في الفضاء ليست كبيرة لصحتك.

ولكن الوقت أيضا يخلق مشاكل لأنظمة دعم الحياة. إذا كنت تتخيل كمية من المواد الغذائية, ماء, الأكسجين والسلطة لشخص واحد قد تستهلك في مجموعة مهمة لتستمر لثلاث سنوات (إذا قمت بتضمين الإقامة السطح), تتطلب تماما موضع حفظ اللحوم لا بأس به. الآن أن تتضاعف من قبل طاقم من أربعة أو ستة ويبدو أنك تحتاج إلى مركبة فضائية ضخمة مستحيل فقط لإبقاء لكم الطعام والماء.

وأن لا يصبح من المستحيل إلا إذا كنت قادرا على إعادة تدوير وإعادة استخدام كل ما تستطيع. إذا كنت على متن رواد محطة الفضاء تدوير معظم المياه نفاياتها, بما في ذلك البول. أنها فرك ثاني أكسيد الكربون من الهواء من الزفير وrebreathe الأكسجين المتبقية. كنت قد تكون قادرة على المضي قدما لا يزال, من خلال زراعة المحاصيل المائي, كمصدر للغذاء وآلية لإزالة ثاني أكسيد الكربون وتجديد امدادات الاوكسجين. إذا اخترت النباتات الصحيحة حتى أنك قد تدوير النيتروجين في النفايات الصلبة الإنسان. وهو بطبيعة الحال بطريقة علمية للقول أنه ربما يمكن استخدام براز الخاص لتسميد المحاصيل الداعمة حياتك.

نظام متطور كما أن من الصعب للغاية لتجميع, إدارة وصيانة, ومن المحتمل أن يكون بعض الوقت قبل أن نرى الدفيئات تحلق من خلال الفضاء السحيق. في الوقت الراهن لمهندسي الدعم الحياة سوف يكتفي إيجاد سبل لإعادة تدوير المزيد والمزيد من الموارد التي يمكن, وبذلك تقليل كمية الحمولة التي يتعين على طواقم لتجنيب عن الأشياء التي تبقيهم على قيد الحياة.

هناك درسا بسيطا من كل هذا: الفضاء من الصعب. جميع المساعي الحدود هي. ولكن هناك الكثير للاحتفال هنا. منذ بداية القرن ال21 كان هناك وجود بشري دائم في الفضاء. ما بدأ المعركة البديلة لحرب نووية أصبح برنامج متعدد الجنسيات العلم, الاستكشاف والتعاون. هذا ليس هو المكان المناسب للوصول الى مناقشة لماذا يجب علينا استكشاف الفضاء على الإطلاق. هناك العديد من الفوائد التي تستمد من استكشاف الإنسان للفضاء ولكن واحد هو أكثر أهمية من كل ما تبقى. استكشاف الإنسان للفضاء يلهم الأطفال للدراسة وممارسة المهن في مجال العلوم, التكنولوجيا والهندسة. وهو يفعل ذلك حيث تبين لهم أن ضمن حدود أي شيء الخيال البشري قد يكون ممكنا. أنا أعرف هذا لأنها أوحت لي وفي كل أنحاء حياتي واصلت لعقد سحر بلادي.

إنه لشرف هائل لإعطاء عيد الميلاد محاضرات المعهد الملكي لل. ونعم, رسالة لأخذها إلى المنزل هو أن الفضاء هو الصعب. ولكن الدرس الحقيقي لجمهور هذا العام هو أن هذا كان مغامرتي وأنه يمكن أن يكون لك أيضا.

كيفية البقاء على قيد الحياة في الفضاء وسوف يعرض على BBC4 في ثلاثة أجزاء على 28, 29 و 30 ديسمبر في 08:00. معرفة المزيد حول موقع المعهد الملكي لل والانضمام إلى محادثة على تويتر و Instagram باتباع ri_science أو البحث عن #xmaslectures

guardian.co.uk © الجارديان أخبار & وسائل الإعلام المحدودة 2010

نشرت عبر الجارديان أخبار الأعلاف المساعد لورد.

28613 0