मनुष्य मंगल और परे पर विजय प्राप्त करेंगे कैसे

How humans will conquer Mars and beyond

 

Guardian.co.uk द्वारा संचालितशीर्षक से यह लेख “मनुष्य मंगल और परे पर विजय प्राप्त करेंगे कैसे” केविन फोंग द्वारा लिखा गया था, रविवार 13 दिसंबर पर प्रेक्षक के लिए 2015 08.30 UTC

इस साल रॉयल इंस्टीट्यूशन के व्याख्यान क्रिसमस मानव अंतरिक्ष उड़ान के लिए और क्या करने की चुनौती यह अन्वेषण की यात्राओं पर अंतिम सीमा में मनुष्य उछालना लेता है देखो.

एक चिकित्सक के रूप में मैं आगे और पीछे ब्रिटेन और बीच यात्रा में एक दशक से भी अधिक खर्च नासा के जॉनसन स्पेस सेंटर ह्यूस्टन में, कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण प्रणाली के लिए शरीर विज्ञान उम्र बढ़ने पर अंतरिक्ष के वातावरण के प्रभाव का अध्ययन करने से लेकर परियोजनाओं पर जाकर एक शोधकर्ता के रूप में काम कर रहा है. उसी समय मैं संज्ञाहरण और गहन देखभाल में मेरे जूनियर चिकित्सा प्रशिक्षण पूरा किया गया था. यह उन दो जीवन को एक साथ ब्याह करने की कोशिश कर अजीब था. रात भर एक गहन चिकित्सा इकाई पर कार्य करना, पारी के अंत में हवाई अड्डे के लिए शीर्षक से, हवाई जहाज़ पर कुछ नींद हथियाने, और उसके बाद ह्यूस्टन में एक बैठक के कमरे में अगले दिन आ रहा है, जहां लोगों के चारों ओर बैठे थे कि कैसे सुरक्षित रूप से मंगल ग्रह के लिए लोगों को भेजने के बारे में बात कर.

लेकिन बात यह है कि दोनों आपस में जुड़े चरम पर जीवन की चुनौती थी. अस्पताल में मैं जीवन के चरम पर जब बीमारी और चोट द्वारा चुनौती देख रहा था. नासा में मैं खतरे में देख रहा था भौतिक दुनिया और ब्रह्मांड के चरम से मानव शरीर क्रिया विज्ञान के समक्ष रखी.

जब हम चरम वातावरण के बारे में बात हम पहचानने से उनकी तपस्या के किसी न किसी विचार प्राप्त कर सकते हैं कितनी देर तक वे मानव जीवन असुरक्षित और असमर्थित का समर्थन करेगा. उपाय है कि अंतरिक्ष द्वारा परम चरम है: विशिष्ट मानव शरीर क्रिया विज्ञान के लिए शत्रुतापूर्ण, यह जो मानव जीवन के लिए कोई सहायता प्रदान करता है. असुरक्षित अंतरिक्ष यात्री महज कुछ सेकंड के लिए है कि वातावरण में जीवित होता.

आप कल्पना कर सकते हैं कि वहाँ बहुत कुछ एक डॉक्टर क्या करने के लिए किया जाएगा - कि जब यह मानव अंतरिक्ष की खोज के लिए आता है, जो लोग समझते हैं और मानव शरीर विज्ञान में हेरफेर कर सकते हैं कि प्रयास के मामले में सबसे आगे होगा. अच्छे कारण के साथ और - लेकिन चिकित्सा डॉक्टरों खेलने क्या भारी इंजीनियरिंग के एक संस्कृति है के लिए एक गरीब दूसरी बेला.

अंतरिक्ष उड़ान disarmingly सरल शारीरिक सिद्धांत में है. तो वास्तव में आसान है कि न्यूटन गतिशीलता है कि यह लगभग पिन समझने के लिए शुरू कर दिया था 400 बहुत साल पहले. पृथ्वी को छोड़ और इसके चारों ओर एक कक्षा में प्रवेश करने, इस तरह से गिर करने के लिए है कि यह कभी नहीं फिर से जमीन पाता है तो मुश्किल है कि यह किया जा सकता है - जब आप पहली बार इतना कठिन है कि अपनी गति पृथ्वी के क्षितिज से परे फैली दुनिया भर में एक वस्तु फेंक करने की आवश्यकता.

और तो पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में एक वस्तु डाल करने के लिए ऊर्जा का एक विशाल राशि के साथ प्रदान करने के लिए है. व्यापक संदर्भ में तेजी से आप व्यापक कक्षा की त्रिज्या जाना आप को प्राप्त; यह दोनों पृथ्वी और वातावरण की ऊपरी परत को याद करने के लिए पाने के लिए पर्याप्त चौड़ी एक कक्षा को प्राप्त करने के लिए एक वाहन पाने के लिए, के रूप में एक ही ऊंचाई पर आप के लिए जगह अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन कुछ 250 हमारे ऊपर मील, आप 17,500mph आसपास में यात्रा करने की आवश्यकता.

यही कारण है कि एक वाहन के एक छोटे परमाणु हथियार की विस्फोटक क्षमता के साथ इंजन और ईंधन टैंक द्वारा चालित की आवश्यकता है. इस यात्रा, पृथ्वी की सतह कम पृथ्वी की कक्षा में से - सोयुज अंतरिक्ष यान पर सवार - आठ मिनट के एक छोटे से अधिक लेता है. और नासा में संस्कृति है कि इतनी कारण, दुनिया भर में और अंतरिक्ष एजेंसियों, इतनी मजबूती से नहीं बल्कि मानव जीव विज्ञान के उन लोगों की तुलना में इंजीनियरिंग की मांग में निहित है लगभग कुछ भी नहीं है कि संक्षिप्त लेकिन हिंसक अवधि में क्योंकि आधुनिक चिकित्सा संरक्षण के रास्ते में की पेशकश कर सकते है. प्रक्षेपण के दौरान, या तो इंजीनियरिंग काम करता है और हर किसी को रहता है, या यह नहीं है और हर कोई नहीं बचेगा.

लांच भर में मानव जीवन के संरक्षण चिकित्सा प्रक्रियाओं पर नहीं बल्कि कृत्रिम संरक्षण का गाढ़ा परतों कि इंजीनियरों डिजाइन और निर्माण और में अंतरिक्ष यात्री के कर्मचारियों को लपेटना पर निर्भर करता है.

रॉकेट इंजन पूरी तरह से आग चाहिए, बस सही समय पर सही जोर दे रहे थे, ठीक सही तरीके से निर्देशित. कि प्रणोदन की जबरदस्त बल वाहन मिलाने के लिए अनुमति नहीं दी जानी चाहिए, अपने सिस्टम या अलग यात्रियों की अपनी नाजुक माल. यह इंजीनियरिंग टीमों के काम को यकीन है कि लांचर और वाहन बलों के चेहरे कि उन्हें नष्ट करने की कोशिश कर रहे हैं में प्रदर्शन करने के लिए तैयार कर रहे हैं बनाने के लिए है.

और मिट्टी के तेल और ऑक्सीजन की है कि टावर के ऊपर बैठे एक छोटे कैप्सूल है, टेलीफोन बक्से के एक मुट्ठी की मात्रा के साथ, और आपूर्ति के टन और तीन यात्रियों के एक जोड़े को उन के बीच में crammed. यही कारण है कि कैप्सूल जीवन के समर्थन के एक छोटे से बुलबुला है, पृथ्वी से बंद pinched और कृत्रिम रूप से बनाए रखा. अंदर, अभी भी अधिक मशीनों पर्याप्त दबाव और गर्मी अंतरिक्ष के शून्य में जीवन का समर्थन करने के साथ एक सांस वातावरण प्रदान करते हैं. आप लांच जीवित है, अपनी समस्याओं वास्तव में सिर्फ शुरुआत कर रहे हैं.

आईएसएस पर क्रिस Hadfield
उच्च तालिका: क्रिस Hadfield अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर शून्य गुरुत्वाकर्षण में खाने. फोटो: पर

अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन

यह एक उच्च तकनीक के रूप में अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के बारे में सोच करने के लिए आकर्षक है बड़ा भाई मकान, पृथ्वी के ऊपर उच्च फ्लोटिंग. कुछ होश में है कि सच है: रहने की स्थिति किसी भी सामान्य मानक द्वारा कठोर हैं. वहाँ कुछ प्राणी आराम और कीमती छोटे गोपनीयता रहे हैं. यह एक बहुत बड़ा रहने की व्यवस्था सामाजिक संघर्ष के लिए क्षमता से लैस है. लेकिन उल्लेखनीय है कि काफी हद तक बचा और में है 15 आपरेशन के वर्षों में वहाँ कोई निष्कासन किया गया है.

लेकिन आईएसएस एक आवास ब्लॉक की तुलना में काफी अधिक है. कर्मचारियों को वहाँ रहने के लिए वे एक मशीन के अंदर निवास ले जा रहे हैं जब जाना जिस पर उनके जीवन के हर दूसरे दिन निर्भर. वे पानी इलेक्ट्रोलीज़ करना ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए, आणविक चलनी रोजगार हवा से बाहर अपशिष्ट गैसों हाथ धोने के लिए कि वे साँस, विशाल सौर सरणियों से हीटिंग सिस्टम चलाने है कि सत्ता के 80kW बाहर पंप कर सकते हैं. यही कारण है कि सौर ऊर्जा भी चार विशाल gyroscopes ड्राइव, जो स्थिर और स्टेशन के रास्ते पर लाना, यह नियंत्रण से बाहर टूटना शुरू करने से रोकने.

अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के शांत से दूर है: यह hums और सदा whines; प्रशंसकों हर समय चल रहे हैं. गुरुत्वाकर्षण के बिना गर्म हवा वृद्धि नहीं करता है और ठंडी हवा सिंक नहीं करता है. वहाँ है, एक परिणाम के रूप में, कोई संवहन और कहा कि यह मुश्किल है बिना हवा चाल या मिश्रण को पाने के लिए. बदले में वह समस्याओं का कारण बनता है, खराब हवादार क्षेत्रों में सिर दर्द होने का खतरा अंतरिक्ष यात्रियों को छोड़ने, जहां exhaled कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण कर सकते हैं. इसलिए हवा मंथन मोटर्स की लगातार ड्रम. आईएसएस पर ड्राफ्ट, की तरह लगभग सब कुछ है कि कर्मचारियों को स्वस्थ रहने के लिए पर निर्भर, कृत्रिम रहे हैं. इस प्रयास के सभी बस एक चौकी में जीवन के समर्थन के उस बुलबुला बनाए रखने के लिए सिर्फ 250 हमारे सिर के ऊपर मील. चुनौतियों शामिल लशकर हैं और हम भी कम पृथ्वी की कक्षा छोड़ने के बारे में अभी तक बात करने के लिए शुरू नहीं किया है.

वापस चांद पर

चंद्रमा पर अधूरा काम है. यह लगभग आधी सदी के बाद से अपोलो कार्यक्रम इसकी सतह पर एक दर्जन लोगों उतरा है. और यह वैज्ञानिक खोज का खजाना निधि का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि, कोई भी नहीं के बाद से वापस कर दिया गया है. कम पृथ्वी की कक्षा है 250 मील दूर और मिनट में पहुंचा जा सकता है. चंद्रमा के बारे में है 250,000 मीलों दूर, दिनों के लिए ले लेता है और, अलगाव के अलावा और रॉकेट विज्ञान का जोड़ा जटिलता के लिए आवश्यक में, कर्मचारियों को अत्यंत विकिरण की चपेट में छोड़ देता है. पृथ्वी पर हम ऊपर वायुमंडल की मोटी चादर से विकिरण के कुछ प्रकार से संरक्षित कर रहे हैं, जो गामा किरणों को अवशोषित, एक्स-रे और पराबैंगनी विकिरण कि अन्यथा हानिकारक होगा. लेकिन वहाँ सुरक्षा की एक और परत है कि हमें यह भी सुरक्षित रखता है: पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र.

magnetosphere विकिरण की एक विशेष रूप से हानिकारक प्रजातियों से बाहर फिल्टर, जो आरोप लगाया है के रूप में आता, उच्च ऊर्जा कण - परमाणु नाभिकों बाहर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं की एक उप-उत्पाद के रूप में सितारों में हमारे अपने सहित विवाद. विकिरण के इस प्रकार के विशेष रूप से हानिकारक है और, सौर flares के दौरान, बार के कई हजारों द्वारा तीव्रता में वृद्धि कर सकते हैं. वर्तमान में हम विकिरण से प्रभावी सुरक्षा का तरीका है कि सबसे खराब सौर flares के साथ आता है में छोटी है.

मंगल और परे

हाल के वर्षों में चंद्रमा या मंगल ग्रह के अलावा कुछ की सतह पर मानव कर्मचारियों को लगाने का विचार अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष एजेंसियों की रणनीति दस्तावेजों में अपना रास्ता मिल गया है. इस मिशन के कम विज्ञान कथा की तुलना में आप सोच सकते है. यूरोपीय अंतरिक्ष Agenecy के Rosetta मिशन, जो इतना शानदार उतरा Philae लैंडर एक धूमकेतु पिछले साल की सतह पर, हमें पता चला है कि हम पाते हैं और मील के अरबों के सैकड़ों अंतरिक्ष दूर के माध्यम से hurtling एक छोटे से लक्ष्य को रोकना हो सकता है. इस लिए दिया गया एजेंसियों को विश्वास है कि एक क्षुद्रग्रह पर एक मानव चालक दल के उतरने के अपने विचार वसूली योग्य हो सकता है.

लेकिन अब के लिए यह संभावना के किनारे पर स्थित है मंगल ग्रह जाता है कि, और उस यात्रा के जीवित रहने का एक अलग स्तर पर एक चुनौती प्रस्तुत. मंगल ग्रह के साथ, समस्या दूरी और समय है. लाल ग्रह के लिए प्राप्त करने के लिए आप ग्रहों के मील के लाखों लोगों के सैकड़ों पार करने के लिए है; इससे अधिक 1,000 गुना दूरी अपोलो कर्मचारियों को चंद्रमा की यात्रा की. मौजूदा तकनीक के साथ यह छह से नौ के बीच और महीने का समय लग वापसी पैर पर फिर से मंगल और उसी के लिए पृथ्वी से यात्रा करने के लिए होगा.

यही कारण है कि समय की एक बहुत अपने शरीर पर किसी भी गुरुत्वाकर्षण लोड बिना खर्च. भारहीनता मजाक की तरह लग सकता है, लेकिन बाकी सब की तरह, भी इसके बारे में ज्यादा एक बुरी बात हो सकती है. जब physiologists पहले माना क्या प्रभाव अंतरिक्ष के वातावरण में मानव शरीर पर हो सकता है, इससे पहले कि किसी को भी अंतरिक्ष में किया गया था, वे सही ढंग से भविष्यवाणी की है कि मांसपेशियों और हड्डियों बर्बाद होगा. उन प्रणालियों गुरुत्वाकर्षण से और किसी को भी किया गया है जो कभी इतना के रूप में एक जिम में देखा के रूप में जानता मूर्ति हैं, यदि आप इसका इस्तेमाल नहीं करते आप इसे खोना. होने के कारण, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर कर्मचारियों प्रतिरोधक व्यायाम का एक दैनिक कार्यक्रम के अधीन कोशिश करते हैं और रोकने के लिए है कि हड्डी और मांसपेशियों की हानि के कुछ चाहिए.

मंगल ग्रह की सतह
मंगल ग्रह पर जीवन था? ग्रह की सतह पर अंधेरे धारियाँ जो पानी बहने की उपस्थिति का संकेत लग रहे हैं. फोटो: नासा / रॉयटर्स

भारहीनता अन्य प्रणालियों के साथ तबाही. यह संतुलन और समन्वय के अपने होश विचलित कर देता है, इसे और अधिक कठिन चालक दल के सदस्यों चलती लक्ष्य को ट्रैक करने के लिए कर रही है, गति का भ्रम पैदा करने और, उड़ान के पहले कुछ दिनों के लिए, आम तौर पर उन्हें बहुत मिचली महसूस कर रही है. मतली के अपवाद के साथ, इन सभी समस्याओं का लंबे समय तक बदतर आप हल्का खर्च हो जाते हैं.

अभी हाल ही में, नई - और संभवतः अधिक चिंताजनक - समस्याओं को उत्पन्न किया है. कारण है कि अभी तक पूरी तरह से कुछ अंतरिक्ष यात्री के दिमाग में दबाव स्पष्ट नहीं कर रहे हैं के लिए अंतरिक्ष उड़ान का एक परिणाम के रूप में वृद्धि करने के लिए प्रकट होता है, और यह उनकी दृष्टि में परिवर्तन है कि कभी कभी पृथ्वी पर उनकी वापसी के बाद कई वर्षों के लिए जारी रहती से जोड़ा गया है. यह घटना केवल लंबी अवधि के मिशन के बाद देखा गया है, जो संदेश पर प्रकाश डाला गया: अंतरिक्ष में समय की एक बहुत खर्च आपके स्वास्थ्य के लिए अच्छा नहीं है.

लेकिन समय भी जीवन रक्षक प्रणाली के लिए समस्याएं पैदा करता है. आप भोजन की राशि की कल्पना करते हैं, पानी, ऑक्सीजन और बिजली की एक भी व्यक्ति को एक मिशन के सेट में भस्म हो सकता है तीन साल के लिए पिछले करने के लिए (आप सतह रहने शामिल हैं), कि काफी बड़े आकार कोठार की मांग. अब चार या छह के एक दल से गुणा कि और आप की तरह एक असंभावना विशाल अंतरिक्ष यान जरूरत है तो बस आप तंग आ गया और पानी पिलाया रखने के लिए यह लग रहा है.

और कहा कि असंभव हो जाता है जब तक आप रीसायकल और सब कुछ आप कर सकते हैं पुन: उपयोग करने में सक्षम हैं. पहले से ही सवार अंतरिक्ष स्टेशन के अंतरिक्ष यात्री अपने अपशिष्ट पानी की सबसे रीसायकल, उनके मूत्र सहित. वे अपने exhaled हवा से बाहर कार्बन डाइऑक्साइड से हाथ धोने और शेष ऑक्सीजन rebreathe. आप अभी भी आगे जाने के लिए सक्षम हो सकता है, फसल उगाने हाइड्रोपोनिकली द्वारा, भोजन के स्रोत और कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने के लिए एक तंत्र और ऑक्सीजन की आपूर्ति के नवीकरण के रूप में. आप सही पौधों का चयन यदि आप भी मानव ठोस अपशिष्ट में नाइट्रोजन पुनरावृत्ति हो सकती है. जो निश्चित रूप से कह रही है कि हो सकता है आप अपने जीवन का समर्थन फसलों खाद के लिए अपने स्वयं के पू इस्तेमाल कर सकते हैं का एक वैज्ञानिक तरीका है.

कि जैसे ही परिष्कृत एक प्रणाली को इकट्ठा करने के लिए बेहद मुश्किल है, प्रबंधन और बनाए रखने के, और यह एक समय होने से पहले हम देखते हैं की संभावना है ग्रीनहाउस गहरे अंतरिक्ष के माध्यम से उड़ान. अभी के लिए जीवन का समर्थन इंजीनियरों अधिक और संसाधनों वे कर सकते हैं के और अधिक पुनरावृत्ति करने के लिए तरीके खोजने के साथ खुद सामग्री जाएगा, और इतने पेलोड की राशि कर्मचारियों चीजें हैं जो उन्हें जीवित रखने के लिए अलग सेट करने के लिए है कि कम करने में कर रही है.

इस सब से एक साधारण सबक है: अंतरिक्ष कठिन है. सभी फ्रंटियर प्रयासों रहे हैं. लेकिन यहाँ का जश्न मनाने के लिए बहुत कुछ है. 21 वीं सदी की शुरुआत के बाद से वहाँ अंतरिक्ष में एक स्थायी मानव की उपस्थिति में किया गया है. क्या के रूप में परमाणु युद्ध के लिए एक किराए युद्ध के मैदान विज्ञान की एक बहुराष्ट्रीय कार्यक्रम बन गया है शुरू कर दिया, अन्वेषण और सहयोग. यही कारण है कि हम अंतरिक्ष में सभी को पता लगाने चाहिए की एक चर्चा में लाने के लिए जगह नहीं है. वहाँ कई लाभ है कि मानव अंतरिक्ष अन्वेषण से निकाले जाते हैं, लेकिन एक सब आराम से कहीं ज्यादा महत्वपूर्ण है. मानव अंतरिक्ष अन्वेषण बच्चों को प्रेरित करती अध्ययन और विज्ञान के क्षेत्र में कैरियर को आगे बढ़ाने के लिए, प्रौद्योगिकी और इंजीनियरिंग. यह उन है कि मानव कल्पना कुछ भी की सीमाओं के भीतर दिखा संभव हो सकता है द्वारा ऐसा करता है. मैं यह जानता हूँ, क्योंकि यह मुझे प्रेरित किया और मेरे जीवन की पूरी भर मेरी आकर्षण धारण करने के लिए जारी रखा है.

यह एक बहुत बड़ा सम्मान रॉयल इंस्टीट्यूशन के क्रिसमस व्याख्यान देने के लिए है. और हाँ, ले-घर संदेश है कि अंतरिक्ष मुश्किल है. लेकिन इस साल के दर्शकों के लिए असली सबक यह है कि यह मेरा साहस किया गया है और यह तुम्हारा भी हो सकता है.

अंतरिक्ष में जीवित रहने के लिए कैसे पर तीन भागों में BBC4 पर दिखाया जाएगा 28, 29 व 30 20:00 दिसंबर. पर और अधिक जानकारी प्राप्त रॉयल इंस्टीट्यूशन की वेबसाइट और ट्विटर और पर बातचीत में शामिल इंस्टाग्राम अनुगमन करते हुए @ri_science या के लिए खोज #xmaslectures

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