Како луѓето ќе го освојат Марс и пошироко

How humans will conquer Mars and beyond

 

Powered by Guardian.co.ukОваа статија со наслов “Како луѓето ќе го освојат Марс и пошироко” е напишана од страна на Кевин Фонг, за Обсервер во неделата 13 ДЕКЕМВРИ 2015 08.30 Според зоната: UTC

Оваа година Божиќ Предавања Кралската институција се погледне на предизвикот на човечки лет во вселената и се што е потребно да се фрли луѓето во последната граница на патувања на истражување.

Како лекар јас тоа поминал повеќе од една деценија патување напред и назад меѓу Велика Британија и на НАСА Џонсон вселенскиот центар во Хјустон, работи како визитинг истражувач на проекти кои се движат од проучувањето на ефектите од просторот на животната средина на стареење Физиологија на вештачки системи гравитација. Во исто време го завршував мојот помлад медицинска обука во анестезија и интензивна нега. Тоа беше чудно се обидува да се сплетка овие две заеднички живот. Работи на одделот за интензивна нега во текот на ноќта, се упати кон аеродромот на крајот на смена, грабање некои спијат на авионот, а потоа пристигнале следниот ден во сала за состаноци во Хјустон, каде што луѓето седеа околу зборува за тоа како да испрати луѓе безбедно на Марс.

Но, она што ги поврзува двете е предизвик на животот во екстреми. Во болницата Гледав во крајности на животот, кога оспорени од страна на болест и повреда. Во НАСА Гледав на заканата врз човечката физиологија на крајности на физичкиот свет и универзумот.

Кога станува збор за екстремни средини може да се добие груба идеја за својата штедење од судењето колку долго тие ќе го поддржат човечкиот живот незаштитени и неподдржан. Со оваа мерка простор е крајната екстремна: уникатно непријателски расположени кон човечката физиологија, тоа не дава поддршка за човечкиот живот воопшто. незаштитен простор патник ќе преживее во таа средина само за неколку секунди.

Може да се замисли дека ќе има доволно за да се направи на лекар - дека кога станува збор за истражување на универзумот, луѓето кои се разбере и да се манипулира со човечката психологија ќе биде во прв план на тие напори. Но, лекарите се игра лоша втора виолина на она што е убедливо култура на инженеринг - и со добра причина.

Лет во вселената е во физичкиот принцип разоружувачки едноставна. Толку едноставно во фактот дека Њутн почнал да се разбере динамиката дека тоа го поткрепуваат скоро 400 Пред години. Да ја напушти земјата и да влезе орбита околу него, прво треба да се фрли еден објект во целиот свет, па тешко дека неговата траекторија протега надвор хоризонти на Земјата - па тешко дека може да се направи да падне во таков начин што тоа никогаш повторно се наоѓа на земјата.

И така да се стави на објект во орбитата околу Земјата мора да го обезбеди со огромно количество на енергија. Во поширока смисла на побрзо ќе се оди на поширок радиус од орбитата да се постигне; да се добие на возилото за да се постигне една орбита доволно широк за да се добие тоа да се пропушти и на Земјата и горните слоеви на атмосферата, да ви место во исто надморска височина како Меѓународната вселенска станица некои 250 милји над нас, ќе треба да патуваат околу 17,500mph.

Со која се бара возилото се движи на мотори и резервоари за гориво со експлозивни својство на мали нуклеарно оружје. ова патување, од површината на Земјата во ниска орбита Земјата - бродот на вселенското летало Сојуз - потребно е малку повеќе од осум минути. И така од причина што на културата на НАСА, и вселенски агенции низ светот, е толку цврсто вкоренет во барањата на инженерството, а не на човечка биологија е затоа што во тој краток, но насилен период е речиси ништо модерната медицина може да понуди во начинот на заштита. За време на промоцијата, или инженеринг работи и секој живее, или тоа не се случи и секој пропаѓа.

Зачувување на човечкиот живот во текот на лансирањето не зависи од медицински процедури но на концентрични слоеви на вештачки заштита која инженери дизајн и да се изгради и swaddle астронаут екипи во.

ракетни мотори мора да оган совршено, обезбедување на вистинскиот удар во вистинско време, насочени токму во вистинскиот начин. На огромна сила на овој погон не смее да се дозволи да се тресат на возилото, неговите системи или неговата кревка товар на патници, освен. Тоа е работа на инженеринг тимови за да бидете сигурни дека го стартерот и возилото се дизајнирани за да се изврши во лицето на сили кои се обидуваат да ги уништи.

И качен на врвот дека кулата на керозин и кислород е мала капсула, со обемот на мал број на телефон кутии, и неколку тони резерви и трите патници сместени во меѓу нив. Тоа капсула е мал балон на одржување во живот, сериозна надвор од Земјата и се одржува вештачки. Внатре, уште повеќе машини обезбеди дише атмосфера со доволно притисок и топлина за живот во празнина на просторот. Ако преживее лансирањето, вашите проблеми се навистина само почеток.

Крис Hadfield на ISS
висока маса: Крис Hadfield јадење во нулта гравитација одборот на Меѓународната вселенска станица. Фотографија: на

Меѓународната вселенска станица

Тоа е примамливо да се мисли на Меѓународната вселенска станица како hi-tech Постар брат куќа, лебдат високо над земјата. Во некои сетила тоа е точно: Условите за живот се остри од секој нормален стандард. Постојат неколку суштество утешува и скапоцени малку приватност. Тоа е жив аранжман наежени со потенцијал за големи социјални конфликти. Но неверојатно дека е во голема мера се избегне и во 15 години од работењето немало иселувања.

Но, на ISS е многу повеќе од еден блок сместување. Кога почнал да одат да живеат таму се преземањето престој во внатрешноста на машината на која нивните животи зависат секоја секунда од денот. Тие electrolyse вода за производство на кислород, вработуваат молекуларни сита за чистење на отпадните гасови од воздухот што го дишат, работи системи за греење од широк спектар на соларни панели кои можат да се испумпува 80kW на власта. Дека соларната енергија исто така вози четири огромни жироскопи, која стабилен и кормилари на станица, спречувајќи ја од превртување надвор од контрола.

Меѓународната вселенска станица е далеку од мирна: што брмчи и whines постојано; навивачи се работи цело време. Без гравитација топол воздух не се зголеми и ладен воздух не потоне. Ете го, како последица, нема конвекција и без тоа е тешко да се добие на воздухот да се движи или да се меша. Тоа, пак, предизвикува проблеми, оставајќи астронаутите склони кон главоболки во лошо вентилирани области, каде издишува јаглерод диоксид може да се изгради. Оттука и постојана барабан на мотори разџагорени воздух. Верзиите на ISS, како и скоро се друго што екипите зависи за здрав живот, се вештачки. Сето ова напор само за да се задржи тој меур на одржување на животот во бастион само 250 милји над нашите глави. Предизвиците кои се вклучени се многубројни и дури не почнаа да се зборува за напуштање ниска земјина орбита уште.

Назад на Месечината

Има незавршена работа на Месечината. Тоа е речиси половина век од програмата Аполо слета на десетина луѓе на површината. И додека тоа претставува ризница на научно откритие, никој не е наназад. Ниска земјина орбита е 250 милји далеку и може да се постигне во минути. Месечината е во врска со 250,000 милји далеку, трае со денови да се добие во и, во прилог на изолација и додаде комплексност на науката ракета бара, остава екипи исклучително ранливи на зрачење. На Земјата ние сме заштитени од некои видови на зрачење со дебели ќебе на атмосферата над, кој ја апсорбира гама зраци, Х-зраци и ултравиолетово зрачење кои инаку би биле штетни. Но, има уште еден слој на заштита што ги држи ни безбедно: Земјиното магнетно поле.

Магнетосферата филтрира особено штетни видови на зрачење, кој доаѓа во форма на наполнета, високо-енергетски честички - атомски јадра исплука како нус-производ на термонуклеарна реакции во ѕвездите вклучувајќи го и нашиот. Овој тип на зрачење е особено штетно и, во текот на соларни ракети, може да го зголеми интензитетот на многу илјадници пати. Во моментов имаме малку во начинот на ефективна заштита од зрачење што доаѓа со најлоши соларни ракети.

Марс и пошироко

Во последните неколку години на идејата за поставување на човечки екипаж на површината на нешто друго освен на Месечината или на Марс го најде својот пат во стратегијата документите на меѓународните вселенски агенции. Оваа мисија е помалку научна фантастика отколку што мислите. Мисијата на Европската вселенска Agenecy е Розета, кој толку спектакуларно слета Филе лендерот на површината на комета лани, ни покажа дека ние може да се најде и за прифаќање на мал цел Инаку, низ просторот стотици милијарди милји далеку. Ова го дал агенции уверување дека нивната идеја за слетување на човекот на екипажот на астероид би можел да биде остварлив.

Но, за сега тоа е Марс, кој се наоѓа на работ на можноста, и преживеаните тој пат претставува предизвик на различни размери. со Марс, проблемот е растојанието и времето. Да се ​​дојде до црвената планета ќе мора да поминуваат стотици милиони милји меѓупланетарна; повеќе од 1,000 пати растојание Аполо екипи патувал до Месечината. Со веќе постоечката технологија ќе бидат потребни меѓу шест и девет месеци за да отпатува од Земјата до Марс и истата повторно на враќањето нога.

Тоа е многу време помина без никакви гравитациски оптоварување на вашето тело. Бестежинска состојба може да изгледа како забава, но како и се друго, премногу на тоа може да биде лоша работа. Кога физиолози прво се смета каков ефект просторот на животната средина може да има врз човечкото тело, пред некој дури и бил во вселената, тие точно предвиде дека мускулите и коските би отпад. Овие системи се извајаниот од гравитацијата и како некој кој никогаш не толку многу колку што изгледаше во салата знае, ако не го користите да го загуби. Поради ова, екипи одборот на Меѓународната вселенска станица мора да се подложат на дневна програма на резистивни вежба за да се обиде и да се спречи некои од дека коските и мускулите загуба.

на површината на Марс
Дали постои живот на Марс? Темно ленти на површината на планетата кои се чини дека укажуваат на присуство на течна вода. Фотографија: НАСА / Ројтерс

Бестежинска wreaks хаос со други системи. Таа ја нарушува вашите сетила на рамнотежа и координација, што го прави потешко за членовите на екипажот да ги пратите движат цели, создавајќи илузија на движење и, за првите неколку дена на летот, генерално прави да се чувствуваат прилично несигурен. Со исклучок на гадење, сите од овие проблеми имаат тенденција да се влошат толку подолго ќе поминат полесен.

Во поново време, ново - и потенцијално повеќе загрижувачки - проблеми имаат исечени до. Од причини кои се уште не се целосно јасни притисокот во мозокот на некои астронаутите "се чини да се зголеми како последица на лет во вселената, и ова се поврзува со промени во нивниот вид, кои понекогаш се истрае за многу години по нивното враќање на Земјата. Овој феномен има само се забележува по долгите мисии траење, која ја нагласува порака: да потрошите многу време во вселената не е одлично за вашето здравје.

Но, времето, исто така, создава проблеми за живот системи за поддршка. Ако се замисли на износот на храната, вода, кислород и сила на една личност може да се консумираат во еден сет мисијата да трае до три години (ако вклучува престој на површината), која бара доста доста голем провизии. Сега помножите со екипаж од четири или шест и тоа изгледа како што треба неверојатно огромен вселенски брод само за да ве хранат и појат.

И тоа не стане невозможно, освен ако не сте во можност за рециклирање и повторна употреба на сè што може. Веќе бродот астронаутите на вселенската станица рециклирање повеќето од нивните отпадни води, вклучувајќи ги и нивните урина. Тие чистење на јаглерод диоксид од нивната издишаниот воздух и rebreathe останатите кислород. Може да биде во можност да одат чекор понатаму, од одгледување на култури хидропонично, како извор на храна и механизам за отстранување на јаглерод диоксид и обновување на снабдувањето со кислород. Ако го изберат правото растенија вие може дури да се рециклира на азот во човечки цврст отпад. Што секако е научен начин да се каже дека можеби можете да го користите вашиот poo да ја оплоди живот-поддршка на вашиот култури.

Систем како што е софистициран како што е исклучително тешко да се соберат, управување и одржување, и тоа е веројатно да биде некое време пред да ја видиме оранжерии летаат низ длабоката вселена. За сега за одржување во живот инженери ќе се задоволиме со наоѓање на начини да се рециклира повеќе и повеќе на ресурси што можат, и со тоа намалување на износот на товар дека екипи треба да издвои за работите кои ги задржиме жив.

Постои едноставна лекција од сето ова: простор е тешко. Сите граница напори се. Но, има многу да се прослават тука. Од почетокот на 21-от век има постојана човечко присуство во вселената. Она што започна како сурогат бојното поле за нуклеарна војна стана мултинационална програма на науката, истражување и соработка. Ова не е место да се добие во дискусија за тоа зошто треба да се истражуваат простор на сите. Има многу бенефиции кои произлегуваат од истражување на универзумот простор, но еден е поважно од сите останати. истражување на универзумот простор инспирира децата да учат и да се продолжи кариера во областа на науката, технологија и инженеринг. Тоа го прави со нив, кои покажуваат во рамките на границите на човечката имагинација нешто може да биде можно. Ова го знам затоа што ме инспирираше и во текот на целиот живот ми се продолжи да се одржи мојата фасцинација.

Тоа е огромна чест да им даде на Божиќ Предавања на Кралската институција на. и да, се дома порака е дека просторот е тешко. Но, вистинската лекција за оваа година публика е дека ова е мојата авантура и тоа може да биде твое премногу.

Како да се преживее во вселената ќе биде прикажан на BBC4 во три дела на 28, 29 и 30 Декември во 20:00. Дознајте повеќе за веб-страница на Кралската институција на и се приклучат на разговор на Твитер и Instagram од следниве @ri_science или во потрага по #xmaslectures

guardian.co.uk © Гардијан Вести & Медиа Limited 2010

Објавено преку Гардијан Вести наслови приклучок за WordPress.

28789 0