Kako bodo ljudje osvojili Mars in izven

How humans will conquer Mars and beyond

 

Powered by guardian.co.ukTa članek z naslovom “Kako bodo ljudje osvojili Mars in izven” je napisal Kevin Fong, Za opazovalca na nedelja 13. decembra 2015 08.30 UTC

Letos Royal Institution je božična Predavanja pogled na izzive človeškega vesoljskih poletov in kaj je potrebno za Skresati ljudi v končni meji na potovanjih raziskovanja.

Kot zdravnik sem preživel več kot desetletje potuje naprej in nazaj med Veliko Britanijo in Nasa je Johnson Space Center v Houstonu, deluje kot gostujoči raziskovalec na projektih, ki segajo od preučevanje učinkov okolja v vesolju o staranju fiziologijo na umetne sisteme gravitacijskih. Hkrati sem dokončanje moj junior medicinsko usposabljanje v anestezijo in intenzivno terapijo. Bilo je čudno poskuša spoja teh dveh življenj skupaj. Delo na oddelku za intenzivno nego čez noč, naslovom na letališču ob koncu izmene, oprijemalne spat na letalu, in nato prispeli naslednji dan v sejni sobi v Houstonu, kjer so ljudje sedeli govoril o tem, kako za pošiljanje ljudi varno na Mars.

Toda stvar, ki je povezala dva je bil izziv življenja na ekstremnih. V bolnišnici sem iskal na ekstremnih življenja, kadar so mu zaradi bolezni in poškodb. Na Nasa sem gledal ogroženosti človeške fiziologije, ki skrajnih fizičnega sveta in vesolja.

Ko govorimo o ekstremnih okoljih lahko dobimo grobo idejo o svoji strogosti, ki ga presoji, koliko časa bodo podprli človeško življenje nezaščiteni in nepodprt. S tem ukrepom prostor je zadnji skrajni: edinstveno sovražen do človeškega telesa, ne zagotavlja podporo za človeško življenje kakršno. Nezaščiten prostor popotnik bi preživeli v tem okolju le za nekaj sekund.

lahko si predstavljate, da ne bi bilo dovolj za zdravnik narediti - da, ko gre za človekovo raziskovanje vesolja, ljudje, ki razumejo in lahko manipulirajo človeško fiziologijo bi bilo v ospredju teh prizadevanj. Toda zdravniki imajo slabe druge violine na to, kar je pretežno kultura strojev - in to z dobrim razlogom.

Polet v vesolje je v fizikalnem principu disarmingly preprost. Tako preprosto v tem, da se je Newton začel razumeti dinamiko, ki jo podpirajo skoraj 400 pred leti. Da zapustijo Zemljo in vstop v orbito okoli njega, morate najprej vrgel predmet po vsem svetu tako močno, da je njena krivulja sega preko zemeljskih obzorij - tako močno, da se lahko na pade na tak način, da se nikoli več ne najde tal.

In tako naj predmet v orbito okrog Zemlje imate, da ji z ogromno količino energije. V širšem smislu hitreje greš širše polmer orbite boste dosegli; da bi dobili vozilo doseže orbito dovolj široka, da se to, da pogrešam tako Zemljo in zgornje plasti atmosfere, da te bo dal na isti višini, kot je Mednarodna vesoljska postaja nekaj 250 kilometrov nad nami, morate potovati okoli 17,500mph.

To zahteva vozilo z motorjem in rezervoarje za gorivo poganja z eksplozivno zmogljivostjo majhnega jedrskega orožja. Ta pot, od površine Zemlje v nizko Zemljino orbito - na krovu Soyuz vesoljskega plovila - traja malo več kot osem minut. In tako je razlog, da je kultura na Nasa, in vesoljskih agencij po vsem svetu, je tako trdno zasidrana v zahtevah inženiringa, ne pa tistih, človeški biologiji je zato, ker v tem kratkem ampak nasilno obdobje ni skoraj nič sodobna medicina lahko ponudi na način zaščite. v začetku, bodisi gradnje in vsi živi, ali pa ne in vsi pogine.

Ohranjanje človeškega življenja skozi začetku ni odvisna od medicinskih postopkov, ampak na koncentričnih plasti umetne zaščite da inženirji projektiranje in gradnjo ter swaddle astronavta posadke v.

V raketni motorji morajo biti popolnoma ogenj, dali ravno pravo potiska ob pravem času, usmerjena ravno v pravi način. Ogromna sila te pogon se ne sme dovoliti, da se pretrese vozilo, njeni sistemi ali njena krhka tovora potnikov narazen. To je naloga inženirskih ekip se prepričajte, da sta zagon in vozila, izdelana za izvajanje spričo sil, ki se trudijo, da jih uničijo.

In sedeli na vrhu stolpa kerozina in kisika je majhen kapsula, z obsegom peščice telefonskih govorilnic, in nekaj ton zalog in tri potnike gnetejo v med njimi. Da kapsula je majhen mehurček oživljanja, ščepec off od Zemlje in umetno vzdrževali. Inside, še več strojev zagotavljanje ozračja za dihanje z dovolj pritiska in toplote se omogoči življenje v praznini vesolja. Če ste preživeli začetek, vaše težave so res šele začenja.

Chris Hadfield na ISS
visoka miza: Chris Hadfield jedo v breztežnosti na krovu Mednarodne vesoljske postaje. Fotografija: na

Mednarodna vesoljska postaja

To je skušnjava, da bi pomislila na Mednarodno vesoljsko postajo kot hi-tech Big Brother hiša, plava visoko nad Zemljo. V nekaterih čutila, da je res: življenjske razmere so ostre, ki jih vsak normalen standardom. Obstaja nekaj bitje udobje in zelo malo zasebnosti. To je živi dogovor ščetinastimi z možnostjo velikega družbenega konflikta. Ampak presenetljivo, da je v veliki meri izogniti in 15 letih delovanja še ni bilo izselitve.

Toda ISS je veliko več kot nastanitvenem blok. Ko posadke iti tam živijo, da se preselijo v notranjost stroja, na katerem njihova življenja odvisna vsako sekundo dneva. So elektrolizira vodo, da dobimo kisik, zaposlujejo molekularna sita za čiščenje odpadnih plinov iz zraka, ki dihajo, teči ogrevanja iz velikih solarnih nizi, ki se lahko črpa iz 80kW moči. Da je sončna energija poganja tudi štiri velike žiroskopi, ki stalno in usmerjati postajo, to preprečuje Gimnastika izpod nadzora.

Mednarodna vesoljska postaja je daleč od mirno: da brni in whines nenehno; Navijači teče ves čas. Brez gravitacije vroč zrak ne dvigne in hladen zrak ne potopi. Tukaj je, kot posledica, no konvekcijo in brez, da je težko priti zrak premakniti ali mešati. To pa povzroča težave, odhodu astronavti nagnjeni k glavobole v slabo prezračevanih prostorih, kjer lahko izdihani ogljikov dioksid zgraditi. Zato stalno boben motorjev divjih zraka. Osnutki na ISS, kot skoraj vse ostalo, da so posadke odvisna za zdravo življenje, so umetni. Vse to prizadevanje samo ohraniti to mehurček oživljanja v postojanki le 250 kilometrov nad našimi glavami. Izzivi, ki sodelujejo nešteto in nismo niti začeli govoriti o odhodu nizko Zemljino orbito še.

Nazaj na luno

Obstaja nerešene zadeve na luni. To je skoraj pol stoletja, saj je program Apollo pristala ducat ljudi, na njeni površini. In medtem ko predstavlja zakladnico znanstvenih odkritij, nihče ni bilo nazaj, saj. Low Earth orbita 250 milj in je mogoče doseči v nekaj minutah. Luna je približno 250,000 milj, traja dni priti do in, Poleg izolacije in dodani kompleksnosti raketni znanosti zahtevano, pušča posadke zelo občutljivi na sevanje. Na Zemlji si moramo zaščititi pred nekaterimi vrstami sevanja, ki ga debelo odejo ozračja nad, ki absorbira gama žarke, x-žarki in ultravijolično sevanje, ki bi drugače škodljiva. Toda obstaja še ena plast zaščite, prav tako nas ohranja varna: Zemeljsko magnetno polje.

Magnetosfero izloči še posebej škodljive vrste sevanja, ki prihaja v obliki zaračuna, visokoenergetski delci - atomska jedra izpljunil kot stranski produkt termonuklearne reakcije v zvezdah tudi naša lastna. Ta vrsta sevanja, še posebej škodljivo in, Med sončne rakete, intenzivnost lahko poveča za več tisoč krat. Trenutno imamo malo način učinkovite zaščite pred sevanjem, ki prihaja z najslabšimi sončnih bakel.

Mars in izven

V zadnjih letih se je ideja dajanje človeške posadke na površini kaj drugega kot na Luni ali Marsu našel svojo pot v strateških dokumentih mednarodnih vesoljskih agencij. Ta naloga je manj znanstvena fantastika, kot si mislite. Misija Evropske vesoljske Agenecy je Rosetta, ki je tako presenetljivo iztovorjen Philae lander na površino kometa lani, nam je pokazala, da bi lahko našli in prestrezanje majhen cilj hurtling skozi vesolje stotine milijard kilometrov daleč. Tako je imela zaupanje agencije, da bi bila njihova ideja pristanek človeške posadke na asteroidu iztržljiva.

Ampak za zdaj je Mars, ki leži na robu možnosti, in preživeli to pot izziv v drugačnem obsegu. z Marsom, problem je razdalja in čas. Da bi prišli do rdečega planeta imate za prečkanje stotine milijonov medplanetarnih kilometrov; več kot 1,000 krat razdalja Apollo ekipe odpotoval na Luno. Z obstoječo tehnologijo bi bilo potrebno med šest in devet mesecev za potovanje od Zemlje do Marsa in isto spet na povratni nogi.

To je veliko časa preživel brez gravitacijsko obremenitve na telesu. Breztežnost lahko videti kot zabavno, ampak kot vse ostalo, preveč, je lahko slaba stvar. Ko je prvič šteje fiziologi, kakšen učinek prostor, okolje, morda na človeško telo, preden je kdo bil celo v vesolje, pravilno napovedali, da bodo mišice in kosti odpadke. Ti sistemi so vrezane z gravitacijo in kot vsakdo, ki je kdaj toliko kot pogledal v telovadnici ve, če ga ne uporabljate jo izgubite. Zaradi tega, posadke na krovu Mednarodne vesoljske postaje se morajo izpostavljen dnevni program uporovnem vaje poskusiti in prepreči nekatere od teh kosti in mišic izgubo.

površina Marsu
Je bilo življenje na Marsu? Temne lise na površini planeta, ki se zdi, da kažejo na prisotnost tekočo vodo. Fotografija: Nasa / Reuters

Breztežnost wreaks opustošenje z drugimi sistemi. To ruši svoje čute bilance in koordinacije, zaradi česar je težje za člane posadke za sledenje premikajočih se ciljev, ustvarjanje iluzije gibanja in, za prvih nekaj dni poleta, splošnem ki jih čutijo precej Občutljiv. Z izjemo slabost, vse te težave so ponavadi slabše dlje boste porabili brez teže.

V zadnjem času, nova - in potencialno bolj zaskrbljujoče - težave so obrezana. Iz razlogov, ki še niso povsem jasen pritisk v možganih nekaterih astronavtovih zdi, da naraste zaradi vesoljskih poletov, in to je bilo povezano s spremembami v svojem vidom, da včasih traja več let po vrnitvi na Zemljo. Ta pojav je opazil šele po dolgih misijah trajanja, ki poudarja sporočilo: porabi veliko časa v prostoru ni veliko za svoje zdravje.

Toda čas povzroča težave za sisteme za podporo življenju. Če si predstavljate količino hrane, voda, kisika in moč, da ena oseba lahko porabijo v nizu misiji, da traja do tri leta (če vključujejo bivanje površine), ki zahteva kar precejšen shrambo. Zdaj pomnožite s posadko štirih ali šestih, in izgleda, da potrebujete neverjetno veliko vesoljsko plovilo samo, da boste napajanje in krmljenje.

In da ne nemogoče, razen če ste sposobni reciklirati in ponovno uporabiti vse, kar lahko. Že na krovu astronavti vesoljsko postajo reciklirati večino svoje odpadne vode, vključno urinu. So drgnejo ogljikovega dioksida iz njihovega izdihanega zraka in rebreathe preostali kisik. Morda boste mogli nadaljevati še, naraščajoča rastline hydroponically, kot vir hrane in mehanizem za odstranjevanje ogljikovega dioksida in obnovi oskrbo s kisikom. Če ste izbrali prave rastline, morda celo recikliranje dušik v trdnih odpadkov prehrano. Kar seveda je znanstveni način rekel, da bi morda uporabili svojo poo za oploditev svoje življenjsko podporo pridelkov.

Sistem zapletene saj je zelo težko zbrati, upravljanje in vzdrževanje, in je verjetno, da bo kar nekaj časa, preden bomo videli rastlinjaki, ki plujejo skozi vesolje. Za zdaj bo oživljanja inženirji se zadovoljiti z iskanjem načinov za recikliranje več od sredstev, ki jih lahko, in s tem zmanjšanje količine tovora, ki ga imajo posadke v prahi za stvari, ki jih vodijo živ.

Obstaja preprost nauk iz vsega tega: Prostor je težko. Vse obmejni prizadevanja so. Vendar pa obstaja veliko za praznovanje tukaj. Od začetka 21. stoletja je prišlo do stalna prisotnost ljudi v prostoru. Kar se je začelo kot je nadomestek bojišče za jedrske vojne postane multinacionalno program znanosti, raziskovanje in sodelovanje. To ni mesto, da se v razpravo o tem, zakaj bi morali raziskati prostor sploh. Obstaja veliko koristi, ki izhajajo iz raziskovanja človeškega vesoljskega vendar je bolj pomembno kot vse ostalo. raziskovanje Human prostor navdihuje otroke na študij in poklicno pot v znanosti, tehnologija in inženiring. To počne tako, da jih to kaže v mejah človeške domišljije kaj bi bilo mogoče. Vem, da je to zato, ker me je navdušilo in po vsej mojega življenja se je še naprej držal fascinacijo.

To je ogromna čast, da Royal Institution je božična Predavanja. in ja, Prevzem domov sporočilo je, da je prostor na trdem. Toda pravi nauk za letošnje občinstvo je, da je to bil moj avanturo in je lahko tvoja preveč.

Kako preživeti v vesolju bodo prikazani na BBC4 v treh delih na 28, 29 in 30 Decembra, ob 8PM. Izvedite več o Spletna stran Royal Institution je in se pridružite pogovoru na Twitterju in Instagram z upoštevanjem @ri_science ali iščejo #xmaslectures

guardian.co.uk © Guardian News & Media Limited 2010

Objavljeno prek Guardian News Feed plugin za WordPress.

28709 0