Kaip žmonės bus užkariauti Marsas ir anapus

How humans will conquer Mars and beyond

 

Powered by Guardian.co.ukŠis straipsnis pavadinimu “Kaip žmonės bus užkariauti Marsas ir anapus” buvo parašyta Kevin Fong, The Observer sekmadienį 13 gruodžio 2015 08.30 UTC

Šiemet Royal Institution Kalėdų Paskaitos pažvelgti į žmogaus skrydžio į kosmosą ir ką iššūkis užtrunka laidyti žmones į galutinę sienos reisais žvalgymo.

Kaip gydytojas aš praleido daugiau nei dešimtmetį keliauja pirmyn ir atgal tarp JK ir NASA Džonsono kosmoso centras Hiustone, dirba kaip kviestinis mokslininkas projektams nuo studijuoja kosmoso aplinkos poveikį senėjimo fiziologija dirbtinių gravitacinėse sistemose. Tuo pačiu metu man buvo užbaigti mano jaunesnysis medicinos mokymo anestezijos ir intensyviosios terapijos. Tai buvo keista, bando sudurti šiuos du gyvena kartu. Darbas intensyviosios terapijos skyriuje naktį, pozicijoje į oro uostą ties pamainos pabaigoje, greiferiniai pamiegoti ant plokštumos, ir tada atvyksta kitą dieną į posėdžių salę, Houston, kur žmonės sėdėjo aplink kalbėti apie tai, kaip siųsti žmones saugiai į Marsą.

Bet dalykas, kad susiejo du buvo gyvenimo iššūkis prie kraštutinumų. Ligoninėje aš ieškojau gyvenimo kraštutinumų, kai ginčijamas ligos ir traumos. NASA aš ieškojau tuo kelia pavojų žmogaus fiziologijos iki fizinio pasaulio ir visatos kraštutinumų.

Kai kalbame apie ypatingoje aplinkoje mes galime gauti idėją savo taupymo iki Sprendžiant, kaip ilgai jie rems žmogaus gyvenimas neapsaugoti ir nepalaikomas. Ta priemone erdvėje yra pagrindinis ekstremalios: unikaliai priešiška žmogaus fiziologija, jame nėra nieko, parama žmogaus gyvenime kokia. Neapsaugota erdvė keliautojas išliks toje aplinkoje tik kelias sekundes.

Galite įsivaizduoti, kad ten būtų daug už gydytojas daryti - kad, kai kalbama apie žmogaus kosmoso, žmonės, kurie supranta ir gali manipuliuoti žmogaus fiziologiją būtų ne tos pastangų priešakyje. Bet gydytojai žaisti prastos antruoju smuiku į tai, kas daugiausia iš inžinerijos kultūra - ir su gera priežastis.

Erdvė skrydis yra fizinio principo disarmingly paprasta. Taigi paprastas faktas, kad Niutonas pradėjo suprasti dinamiką, kuri ją pagrįsti beveik 400 prieš daug metų. Norėdami palikti Žemę ir įveskite orbitą aplink jį, pirmiausia turite mesti visame pasaulyje objektą taip sunku, kad jo trajektorija peržengia Žemės horizontus - taip sunku, kad ji gali būti kristi taip, kad ji niekada randa dirvą.

Ir taip įdėti objektą į orbitą aplink Žemę, jūs turite suteikti jai milžinišką kiekį energijos. Plačiąja prasme, tuo greičiau jūs einate platesnis orbitą spindulys jums pasiekti; gauti transporto priemonę pasiekti orbitą pakankamai platus, kad gauti jį praleisti tiek Žemę ir viršutinių sluoksnių atmosferą, įdėti jums tuo pačiu aukštyje kaip ir Tarptautinė kosminė stotis keletas 250 mylių virš mūsų, jums reikia keliauti aplink 17,500mph.

Tam reikia transporto priemonė, varoma variklių ir kuro bakų su sprogdinimo galia mažame branduolinio ginklo. Ši kelionė, nuo žemės paviršiaus į mažo Žemės orbitoje - laive "Sojuz" erdvėlaivio - užima per aštuonias minutes šiek tiek. Ir taip dėl to, kad į NASA kultūros, ir kosmoso agentūros visame pasaulyje, yra taip tvirtai įsišaknijusi inžinerijos poreikius, o ne tie, žmogaus biologijos, nes toje trumpas, bet smurtinio laikotarpiui yra beveik nieko šiuolaikinė medicina gali pasiūlyti apsaugos būdas. starto metu, arba inžinerijos darbai ir visi gyvena, ar jis nėra ir visi žūva.

Žmogaus gyvenimo visoje starto išsaugojimas priklauso ne nuo medicinos procedūras, bet koncentrinių sluoksnių dirbtinio apsaugos, inžinieriai suprojektuoti ir pastatyti ir suvystyti astronautas įgulų.

Raketų varikliai turi ugnies puikiai, pristatymas tik teisę trauka ne tik reikiamu metu, nukreipta į būtent tuo būdu. Didžiulį jėga, kad varyti negalima leisti purtyti automobilį, jos sistemos arba jos trapi krovinių, keleivių be. Tai inžinerinių komandų darbą, įsitikinkite, kad paleidimo ir automobilis yra skirtos atlikti jėgų veidą, kad bandote juos sunaikinti.

Ir sėdi ant tos žibalo ir deguonies bokštas yra maža kapsulė, su vienu iš taksofonų sauja tūrio, ir tonų tiekimo ir trys keleiviai pora sugrūsti tarp jų. Kad kapsulė yra mažytė burbulas gyvybės palaikymo, suspaudė nuo žemės ir palaikoma dirbtinai. Viduje, dar daugiau mašinų pateikti kvėpuojantis atmosferą su pakankamai spaudimo ir šilumos remti gyvenimą erdvės tuštumą. Jei galite išgyventi pradžią, jūsų problemos tikrai tik prasideda.

Chris Hadfield TKS
aukštos lentelė: Chrisas Hadfield valgyti nulinės gravitacijos laivą į Tarptautinę kosminę stotį. Nuotrauka: apie

Tarptautinė kosminė stotis

Tai viliojanti galvoti apie Tarptautinę kosminę stotį kaip hi-tech Didysis brolis namas, plaukiojantieji aukštai virš žemės. Tam tikra prasme tai yra tiesa: gyvenimo sąlygos yra šiurkštus bet normalaus standarto. Yra keletas padaras patogumais ir labai mažai privatumo. Jis gyvas išdėstymas pasišiaušęs su gigantiško socialinio konflikto potencialo. Tačiau nepaprastai, kad daugiausia vengti ir 15 veiklos metų nebuvo jokių iškeldinimo.

Bet TKS yra daug daugiau nei apgyvendinimo bloko. Kai ekipažai eiti ten gyventi jie pradėjimo gyventi viduje mašina, nuo kurių jų gyvenimas priklauso kiekvieną dieną sekundę. Jie ELECTROLYSE vandenį gaminti deguonį, įdarbinti molekulinius sietus krūmų išmetamąsias dujas iš oro, kad jie kvėpuoja, paleisti šildymo sistemas nuo milžiniškų saulės masyvų, kurie gali išpumpuoti 80kW galios. Kad saulės energija taip pat varo keturi didžiuliai giroskopus, kuris pastovus ir valdyti stotį, užkirsti kelią jį nuo Akrobatikos nekontroliuojamas.

Tarptautinė kosminė stotis yra toli nuo rami: jis burzgia ir whines amžinai; ventiliatoriai veikia visą laiką. Be gravitacijos karštas oras nepakyla ir šaltas oras nėra kriaukle. Yra, dėl to, ne konvekcija ir be, kad sunku gauti oro perkelti arba maišyti. Tai savo ruožtu sukelia problemas, paliekant astronautus linkę galvos prastai vėdinamose vietose, kur iškvepiamame anglies dioksidas gali sukurti. Taigi nuolatinė būgnas Variklių mušimas orą. Projektai apie TKS, kaip ir beveik visa kita, kad ekipažai priklausys už sveiką gyvenimo būdą, yra dirbtinis. Visos šios pastangos tik išlaikyti tą gyvybės palaikymo burbulą į forpostas tik 250 mylių virš mūsų galvų. Susijusios iššūkiai yra begalė ir mes net pradėjo kalbėti apie paliekant mažą žemės orbitą dar.

Atgal į Mėnulį

Yra nebaigti klausimai Mėnulyje. Tai beveik pusę šimtmečio nuo "Apollo programa nusileido keliolika vyrų ant jo paviršiaus. Ir nors ji yra lobynas mokslo atradimas, niekas jau atgal, nes. Žemas Žemės orbita yra 250 mylių ir gali būti pasiektas per kelias minutes. Mėnulis yra apie 250,000 mylių, priima dienas gauti ir, be to, izoliacijos ir pridėtinės sudėtingumo raketų mokslo reikalaujama, palieka ekipažai itin pažeidžiami spinduliuotės. Žemėje mes apsaugoti nuo kai kurių rūšių spinduliuotė pagal storio antklodė atmosferoje virš, kuris sugeria gama spindulius,, Rentgeno spinduliai ir ultravioletiniai spinduliai, kurie priešingu atveju būtų žalingas. Bet yra ir kitas apsaugos sluoksnis, kuris taip pat verčia saugūs: Žemės magnetinis laukas.

Magnetosphere išfiltruoja itin kenksmingų rūšių spinduliuotės, kuris ateina kaltinamas formos, aukštos energijos dalelių - atomų branduoliai ikrai, kaip šalutinis produktas termobranduolinės reakcijos į žvaigždes, įskaitant mūsų pačių. Tai spinduliuotės tipas yra ypač žalingas ir, per saulės blyksčių, gali padidinti intensyvumą iki daugelio tūkstančių kartų. Šiuo metu mes turime mažai veiksmingos apsaugos nuo radiacijos taip, kad ateina su blogiausių saulės blyksčių.

Marsas ir už jos ribų

Pastaraisiais metais išleidžia žmogaus ekipažai apie kažką kita, nei mėnulio ar Marso paviršiaus idėja rado savo kelią į strateginiuose dokumentuose Tarptautinės kosminės agentūros. Ši misija yra mažiau Mokslas nei jūs manote. Europos kosmoso Agenecy anketa Rozetės misija, kuri taip įspūdingai iškraunamos File lander dėl kometos pernai paviršiaus, parodė mums, kad mes galėtume rasti ir perimti mažą tikslą neriančius kosminių šimtus milijardų mylių. Tai davė agentūros pasitikėjimą, kad jų idėja iškrovimo žmogaus įgula ant asteroido gali būti realizavimo.

Bet dabar ji Marsas, kad eina į galimybę krašto, ir išgyventi, kad kelionė yra iššūkis dėl įvairaus masto. su Marse, problema yra atstumas ir laikas. Norėdami patekti į raudonąją planetą turite feed šimtus milijonų tarpplanetinius mylių; daugiau nei 1,000 kartų atstumas "Apollo įgulos keliavo į Mėnulį. Esamą technologiją užtruktų tarp šešių ir devynių mėnesių keliauti iš Žemės į Marsą ir tas pats vėl grąžinimo kojos.

Štai daug laiko praleido be jokių gravitacinio krūvio ant jūsų kūno. Nesvarumo gali atrodyti įdomus, bet kaip ir visa kita, per daug jis gali būti blogas dalykas. Pirmą kartą apsvarstyti fiziologai, kokį poveikį vietos aplinkos gali turėti poveikį žmogaus organizmui, Prieš kas nors netgi buvo į kosmosą, jie teisingai prognozavo, kad raumenų ir kaulų prarastų. Šios sistemos yra raižyti sunkumą ir kaip kiekvienas, kuris kada nors tiek daug, kaip pažvelgė sporto žino, jei nenaudojate jūs prarasite jį. Dėl šios priežasties, Ekipažai bortą Tarptautinės kosminės stoties turi atlikti patys kasdien programą varžinio pratybų išbandyti ir išvengti kai tos kaulų ir raumenų praradimo.

Marso paviršius
Ten buvo gyvenimas Marse? Tamsios dryželiais ant planetos paviršiaus, kuris, atrodo, rodo tekančio vandens buvimą. Nuotrauka: NASA / "Reuters"

Nesvarumo nuniokoja su kitomis sistemomis. Tai liūdina savo jausmus balanso ir koordinacijos, todėl sunkiau įgulos nariai sekti judantiems taikiniams, Kurti iliuzijos judėjimo ir, per pirmuosius keletą dienų skrydžio, paprastai padaryti juos jaustis gana šleikšti. Su pykinimas, išskyrus, visas šias problemas linkę gauti blogiau tuo ilgiau jūs praleisti nesvarumo.

Visai neseniai, naujų - ir potencialiai didesnį nerimą - problemos sutrumpintas iki. Dėl priežasčių, kurios dar nėra visiškai aišku, spaudimą kai kuriose astronautų smegenų pasirodo pakilti kaip kosminio skrydžio pasekmė, ir tai buvo susiję su pokyčių savo regėjimą, kad kartais išlieka daugelį metų po jų grįžti į Žemę. Šis reiškinys buvo tik pastebėjau po ilgos trukmės misijų, kurioje pabrėžiama pranešimą: praleidžia laiką daug vietos nėra puikus jūsų sveikatai.

Bet laikas taip pat sukuria problemų gyvybės palaikymo sistemų. Jei galite įsivaizduoti maisto kiekį, vanduo, deguonies ir energijos vienas asmuo gali suvartoti misijos rinkinys trukti iki trejų metų (jei norite įtraukti paviršiaus viešnagę), kuris reikalauja gana didelių sandėliukas. Dabar padauginkite kad keturių ar šešių įgulos ir atrodo, kad jums reikia neįmanomai didelį erdvėlaivių tik jus šeriami ir girdomi.

Ir tai nėra tapo neįmanoma, nebent galite perdirbti ir pakartotinai naudoti viską, ką gali. Jau laivą kosminės stoties astronautai perdirbti didžiąją dalį savo nuotekų, įskaitant jų šlapime. Jie šveitimas anglies dvideginį iš savo iškvepiamu oru ir rebreathe likusį deguonį. Jums gali būti suteikta galimybė toliau eiti dar, iki augantys augalai hydroponically, kaip maisto šaltinio ir pašalinti anglies dioksidą mechanizmo ir atnaujinti deguonies tiekimą. Jei pasirinksite tinkamus augalus galbūt net perdirbti į žmogiškąjį kietųjų atliekų azoto. Kuris, žinoma, yra mokslinis būdas pasakyti, kad gal galite naudoti savo Poo apvaisinti savo gyvybę palaikančių augalus.

Sistema taip sudėtinga, kaip, kad yra labai sunku surinkti, valdyti ir prižiūrėti, ir tai gali būti laiko, kol matome Šiltnamiai plaukioja per giliai erdvėje. Nes dabar gyvybės palaikymo inžinieriai pasitenkinti rasti būdų perdirbti daugiau ir daugiau išteklių, jie gali, ir taip sumažinti naudingosios apkrovos suma, įgulų, kad atidėta dalykų, kad išliktų gyvi.

Yra paprastas pamoka iš visa tai: erdvė yra sunku. Visi pasienio pastangos yra. Bet yra daug švęsti čia. Nuo 21-ojo amžiaus pradžios nebuvo nuolatinis žmogaus buvimas erdvėje. Tai, kas prasidėjo kaip pakaitalas mūšio už branduolinio karo tapo tarptautinė programa mokslo, tirti ir bendradarbiavimas. Tai ne vieta patekti į, kodėl turėtume tirti kosmoso erdvę, ne visi diskusijos. Yra daug privalumų, kad atsiranda iš žmogaus kosmoso, bet vienas yra svarbesnis už visa kita. Žmogaus tirti kosmosą įkvepia vaikus mokytis ir siekti karjeros mokslo, technologija ir inžinerija. Ji tai daro juos rodyti, kad per žmogaus vaizduotę nieko ribų gali būti įmanoma. Žinau tai, nes ji įkvėpė mane ir visą mano gyvenimą apskritai toliau palaikykite mano susižavėjimas.

Tai didžiulė garbė duoti Royal Institution Kalėdų Paskaitos. ir taip, išsinešus pranešimas, kad erdvė yra sunku. Bet tikroji pamoka Šių metų auditoriją, kad tai buvo mano nuotykius ir jis gali būti tavo per.

Kaip išgyventi erdvėje bus rodomas BBC4 trijų dalių ant 28, 29 ir 30 Gruodis 8pm. Sužinokite daugiau dėl Royal Institution tinklapyje ir įsijungti į diskusiją apie "Twitter" ir "Instagram" vadovaudamiesi @ri_science arba ieškantiems #xmaslectures

guardian.co.uk © globėjas Naujienos & Media Limited 2010

Paskelbta per Globėjas Naujienų įskiepiai WordPress.

28630 0