Si njerëzit do të pushtojë Mars dhe më gjerë

How humans will conquer Mars and beyond

 

Mundësuar nga Guardian.co.ukKy artikull me titull “Si njerëzit do të pushtojë Mars dhe më gjerë” ishte shkruar nga Kevin Fong, për The Observer më 13 dhjetor e diel 2015 08.30 UTC

Këtë vit Krishtlindjeve Ligjeratat Institucionit Mbretërore shikoni në sfidën e fluturimeve në hapësirë ​​të njeriut dhe atë që e merr për të hedh njerëzit në kufirin përfundimtar në udhëtime të eksplorimit.

Si një mjek kam kaluar më shumë se një dekadë udhëtojnë mbrapa dhe me radhë në mes Britanisë së Madhe dhe të NASA-s Johnson Space Center në Houston, duke punuar si studiues vizituar në projekte duke filluar nga studimi efektet e mjedisit hapësirë ​​për plakjen fiziologji në sistemet gravitetit artificiale. Në të njëjtën kohë unë isha përfundimit të trajnimit tim të vogël mjekësore në anestezi dhe reanimacion. Ajo ishte e çuditshme duke u përpjekur për të ngjitur këto dy jetë së bashku. Duke punuar në një njësinë e kujdesit intensiv gjatë natës, kreut aeroportit në fund të ndryshim, grabbing disa fle në avion, dhe pastaj të vijnë të nesërmen në një dhomë takimi në Houston, ku njerëzit ishin ulur rreth duke folur rreth asaj se si për të dërguar njerëzit në mënyrë të sigurtë në Mars.

Por ajo që e lidhi dy ishte sfida e jetës në ekstremet. Në spital unë isha duke kërkuar në ekstremet e jetës, kur sfidohen nga sëmundjet dhe lëndimet. Në NASA Unë isha duke kërkuar në kërcënimin që vjen për fiziologji e njeriut nga ekstremet e botës fizike dhe universit.

Kur ne flasim për mjedise ekstreme ne mund të merrni një ide të përafërt të kursimit të tyre duke gjykuar se sa kohë ata do të mbështesin jetën e njeriut të pambrojtur dhe pa mbështetje. Deri në atë hapësirë ​​masë është ekstrem i fundit: unike armiqësor për fiziologji e njeriut, ajo nuk ofron mbështetje për jetën e njeriut whatsoever. Hapësira udhëtar i pambrojtur do të mbijetojnë në këtë mjedis vetëm për disa sekonda.

Ju mund të imagjinoni se do të ketë mjaft për një mjek për të bërë - se kur vjen puna për eksplorimin e hapësirës njerëzore, njerëz që e kuptojnë dhe mund të manipulojnë fiziologji e njeriut do të jetë në ballë të kësaj përpjekjeje. Por mjekët të luajë një violinë e dytë të dobët për atë që është kryesisht një kulturë e inxhinierisë - dhe me arsye të mirë.

fluturimeve në hapësirë ​​në parim fizike disarmingly thjeshtë. Kaq e thjeshtë në faktin se Njutoni kishte filluar për të kuptuar dinamikat që përforcojnë atë gati 400 vjet më parë. Për të lënë Tokën dhe të hyjë një orbitë rreth tij, ju së pari duhet të hedhin një objekt të gjithë globin aq e vështirë që trajektorja e tij shtrihet përtej horizontit të Tokës - aq e vështirë që të mund të bëhen të bjerë në mënyrë të tillë që ajo kurrë nuk e gjen përsëri në tokë.

Dhe kështu për të vënë një objekt në orbitë rreth Tokës që ju keni për të siguruar atë me një sasi të madhe të energjisë. Në terma të përgjithshme më shpejt që ju të shkoni të gjerë rrezja e orbitës të arritur; për të marrë një mjet për të arritur një orbitë të gjerë të mjaftueshme për të marrë atë të humbasë edhe Tokën dhe shtresat e sipërme të atmosferës, për të vendosur ju në të njëjtën lartësi si më të Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës disa 250 milje e mësipërme ne, ju keni nevojë për të udhëtuar në rreth 17,500mph.

Kjo kërkon një automjet reaksion nga motorët dhe tanke e karburantit me kapacitet shpërthyese të një arme të vogël bërthamore. Ky udhëtim, nga sipërfaqja e Tokës në orbitën e ulët të Tokës - në bordin anijen Soyuz - merr pak më shumë se tetë minuta. Dhe kështu arsyeja që kulturën në NASA, dhe agjencitë hapësirë ​​në të gjithë botën, është aq rrënjosur fort në kërkesat e inxhinierisë në vend se ato të biologjisë njerëzore është për shkak se në atë periudhë të shkurtër por të dhunshëm nuk ka pothuajse asgjë mjekësia moderne mund të ofrojë në rrugën e mbrojtjes. Gjatë nisjes, ose punon inxhinierike dhe të gjithë jetën, apo ajo nuk ka dhe të gjithë vdes.

Ruajtja e jetës njerëzore në mbarë nisjen varet jo sipas procedurave mjekësore, por në shtresa koncentrike të mbrojtjes artificiale që inxhinierët e projektimit dhe të ndërtuar dhe të mbështjell me pelena ekipet astronaut në.

Motorët e raketave duhet të zjarrit të përkryer, dhënë vetëm fut e duhur në kohën e duhur, drejtuar në pikërisht rrugën e duhur. Forca e madhe e kësaj lëvizje nuk duhet të lejohet për të shkundur të automjetit, sistemet e saj ose ngarkesës së saj të brishtë të udhëtarëve përveç. Kjo është puna e ekipeve të inxhinierisë për të siguruar që lëshimi dhe automjeti janë të dizajnuara për të kryer në fytyrën e forcave që janë duke u përpjekur për shkatërrimin e tyre.

Dhe u ulën në majë atë kullë e vajgurit dhe oksigjenit është një kapsulë të vogël, me vëllimin e një pjesë të vogël të kutive telefonike, dhe disa ton furnizimeve dhe tre pasagjerë të vendosur në mesin e tyre. Kjo kapsulë është një flluskë e vogël e mbështetjen e jetës, vuaj jashtë nga Toka dhe mbajtur artificialisht. Brenda, akoma më shumë makina të sigurojë një atmosferë breathable me presion të mjaftueshme dhe ngrohtësi për të mbështetur jetën në boshllëkun e hapësirës. Nëse ju mbijetojnë nisjen, problemet tuaja janë me të vërtetë vetëm fillimi.

chris hadfield në ISS
Tabela e lartë: Chris Hadfield hahet në zero gravitetit në bordin e Stacionit Ndërkombëtar të Hapësirës. Fotografoj: Në

Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës

Është joshëse për të menduar për Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës si një hi-tech Big Brother shtëpi, lundrues lart mbi Tokë. Në disa shqisave se është e vërtetë: kushtet e jetesës janë të ashpër nga çdo standard normal. Ka disa comforts krijesë dhe privacy çmuar pak. Kjo është një marrëveshje që jetojnë bristling me potencialin për konflikt të madh social. Por, shumë që është shmangur kryesisht dhe në 15 vjet pune nuk ka pasur dëbime.

Por ISS është shumë më tepër se një bllok të akomodimit. Kur ekipet shkojnë të jetojnë atje ata janë duke marrë deri qëndrimit brenda një makinë në të cilën jeta e tyre varet çdo sekondë të ditës. Ata elektrolizoj ujë për të prodhuar oksigjen, punësojnë sieves molekulare për pastrim gaze mbeturinave nga ajri që frymë, drejtuar sistemet e ngrohjes nga vargjeve të madhe diellore që mund të të nxjerr me pompë 80kW e pushtetit. Se energjia diellore gjithashtu drejton katër Gyroscopes mëdha, e cila të qëndrueshme dhe rri stacionin, duke parandaluar atë nga akrobaci jashtë kontrollit.

Stacioni Ndërkombëtar i Space është larg nga të qetë: ajo thotë me mllef dhe whines përjetësisht; Tifozët janë duke gjithë kohës. Pa gravitetit ajrit të nxehtë nuk do të rritet dhe të ajrit të ftohtë nuk fundoset. ka, si pasoje, asnjë convection dhe pa se është e vështirë për të marrë ajër për të lëvizur ose përzierje. Kjo nga ana tjetër shkakton probleme, duke lënë astronautët prirur për dhimbje koke në vende të ajrosura dobët, ku dioksidi i karbonit qiten mund të ndërtojë. Prandaj daulle e vazhdueshme e motorëve churning ajrit. Draftet në ISS, Ashtu si pothuajse çdo gjë tjetër që ekipet të varet për të jetuar i shëndetshëm, janë artificiale. E gjithë kjo përpjekje vetëm për të ruajtur atë flluskë e mbështetjen e jetës në një post të vetëm 250 milje mbi kokat tona. Sfidat e përfshira janë të shumta dhe ne nuk kemi filluar edhe të flasin për të dalin nga orbita e ulët e Tokës ende.

Mbrapsht në hënë

Nuk është punë e papërfunduar në hënë. Është gati një gjysmë shekulli që nga programi Apollo zbarkoi një duzinë burra në sipërfaqe të saj. Dhe ndërsa ai paraqet një thesar të zbulimit shkencor, askush nuk ka qenë që nga prapa. Low orbitë Toka është 250 milje larg dhe mund të arrihet në minuta. Hëna është rreth 250,000 milje larg, merr ditë për të marrë në dhe të, përveç izolimit dhe kompleksitetin e shtuar të shkencës me raketa të kërkuara, lë ekipet jashtëzakonisht e ndjeshme ndaj rrezatimit. Në Tokë ne jemi të mbrojtur nga disa lloje të rrezatimit nga batanije të trashë të atmosferës lart, që thith rrezet gama, x-rrezet dhe rrezatimi ultravjollcë që ndryshe do të jetë e dëmshme. Por ka një tjetër shtresë e mbrojtjes që edhe na mban të sigurt: Fusha magnetike e Tokës.

Magnetosfera filtrat nga një specie veçanërisht të dëmshme të rrezatimit, cila vjen në formën e ngarkohet, grimca të lartë të energjisë - bërthamat atomike pështyu si një nga-produkt i reaksioneve termobërthamor në yje përfshirë tonat. Ky lloj i rrezatimit është veçanërisht i dëmshëm dhe, gjatë fishekzjarre diellore, mund të rritet në intensitet nga shumë mijëra herë. Aktualisht ne kemi pak në rrugën e mbrojtjes efektive nga rrezatimi që vjen me fishekzjarre diellore më të këqija.

Mars dhe më gjerë

Në vitet e fundit ideja e vënë ekipet e njeriut në sipërfaqen e diçkaje tjetër përveç hëna apo Mars ka gjetur rrugën e saj në dokumentet strategjia e agjencive ndërkombëtare të hapësirës. Ky mision është më pak science fiction se ju mund të mendoni. Misioni hapësirën Agenecy Evropian Rosetta, të cilat në mënyrë spektakolare zbarkoi Philae Lander në sipërfaqen e një kometë vitit të fundit, na tregoi se ne mund të gjeni dhe të ndërpres një objektiv të vogël hurtling nëpërmjet qindra hapësirës miliarda milje larg. Kjo i ka dhënë agjencitë besimin se ideja e tyre për marrjen e një ekuipazh njerëzor në një asteroid mund të jetë e realizueshme.

Por tani për tani është e Mars që shtrihet në buzë të mundësisë, dhe të mbijetuar atë udhëtim paraqet një sfidë në një shkallë të ndryshme. me Mars, problemi është distanca dhe koha. Për të marrë në planetin e kuq duhet të kaloj nëpër qindra miliona milje ndërplanetar; me shume se 1,000 herë distancë Apollo ekipet që udhëtuan në Hënë. Me teknologjinë ekzistuese që do të marrë në mes të gjashtë dhe nëntë muaj për të udhëtuar nga Toka për në Mars dhe i njëjti sërish në ndeshjen e kthimit.

Kjo është një shumë e kohës së shpenzuar pa ndonjë ngarkesë gravitacionale në trupin tuaj. Peshës mund të duket si argëtim, por si çdo gjë tjetër, shumë nga ajo mund të jetë një gjë e keqe. Kur physiologists konsideruar për herë të parë se çfarë efekti mund të ketë mjedisi hapësirë ​​në trupin e njeriut, para se dikush kishte qenë edhe në hapësirë, ata saktë parashikoi se muskujve dhe kockave do të mbeturinave. Këto sisteme janë skalitur nga graviteti dhe si dikush që ka ndonjëherë aq shumë sa dukej në një palestër e di, në qoftë se ju nuk e përdorni atë që ju të humbni atë. Për shkak të kësaj, ekuipazheve në bordin e Stacionit Ndërkombëtar të Hapësirës duhet të nënshtrohen një programi të përditshëm të ushtrimit resistive për të provoni dhe për të parandaluar disa prej se kockave dhe muskujve humbje.

sipërfaqen e Marsit
A ka pasur jetë në Mars? streaks errët në sipërfaqen e planetit të cilat duket se për të treguar praninë e ujit që rrjedh. Fotografoj: Nasa / Reuters

Peshës bën kërdi me sistemet e tjera. Ajo shqetëson shqisat tuaja të bilancit dhe koordinimit, duke e bërë atë më të vështirë për anëtarët e ekuipazhit për të ndjekur objektivat lëviz, krijuar iluzione e levizjes dhe, për ditët e para të fluturimit, në përgjithësi duke i bërë ata të ndjehen të bukur i dobët. Me përjashtim të përzier, të gjitha këto probleme kanë tendencë për të marrë më keq sa më gjatë që ju kaloni papeshë.

Kohët e fundit, të reja - dhe potencialisht më shqetësuese - Problemet kanë qethur shkurt deri. Për arsye që nuk janë ende plotësisht e qartë presionin në trurin e disa astronautëve 'duket të rritet si pasojë e fluturimeve në hapësirë, dhe kjo ka qenë e lidhur me ndryshimet në shikim e tyre që ndonjëherë vazhdojnë për shumë vite pas kthimit të tyre në Tokë. Ky fenomen ka qenë vetëm vënë re pas misioneve të gjata duration, e cila nxjerr në pah mesazhin: shpenzimet e një shumë kohë në hapësirë ​​nuk është e madhe për shëndetin tuaj.

Por koha gjithashtu krijon probleme për sistemet e mbështetjes së jetës. Nëse ju imagjinoni sasinë e ushqimit, ujë, oksigjen dhe energji një person i vetëm mund të konsumojnë në një grup misionit të zgjasë deri në tre vjet (në qoftë se ju të përfshijë qëndrimin sipërfaqe), që kërkon mjaft depo të konsiderueshme. Tani shumohen se nga një ekuipazh prej katër ose gjashtë dhe kjo duket si ju keni nevojë për një anijen padurueshme të madh vetëm për të mbajtur ju të ushqyer dhe i dha ujë.

Dhe kjo do të bëhet e pamundur nëse ju jeni në gjendje për të riciklojnë dhe ripërdorimin gjithçka që ju mund. Tashmë në bordin astronautët në stacionin e hapësirës të riciklojnë më i ujërave të tyre të mbeturinave, duke përfshirë urinë e tyre. Ata pastrim dioksidin e karbonit nga ajri tyre exhaled dhe rebreathe oksigjenin e mbetur. Ju mund të jetë në gjendje për të shkuar më tej akoma, nga kulturat rritje hydroponically, si një burim të ushqimit dhe një mekanizëm të hequr dioksidin e karbonit dhe rinovimin e furnizimit me oksigjen. Në qoftë se ju zgjidhni të bimëve të drejtë ju mund edhe të riciklojnë azotit në mbetjeve të ngurta e njeriut. E cila natyrisht është një mënyrë shkencore për të thënë se ndoshta ju mund të përdorni vetë poo tuaj për të fekonduar lashtat tuaj të jetës-mbështetës.

Një sistem aq i sofistikuar si ajo është jashtëzakonisht e vështirë për të mbledhur, menaxhuar dhe për të ruajtur, dhe kjo është të ngjarë të jetë një kohë para se të shohim serat fluturuar përmes hapësirës të thellë. Tani për tani inxhinierë mbështetje jeta do të kënaqen me gjetjen e mënyrave për të riciklojnë gjithnjë e më shumë të burimeve që ata mund të, dhe në këtë mënyrë duke zvogëluar sasinë e ngarkesës që ekipet duhet të vënë mënjanë për gjërat që i mbajnë gjallë.

Nuk është një mësim i thjeshtë nga e gjithë kjo: hapësirë ​​është e vështirë. Të gjitha përpjekjet kufitare janë. Por ka shumë për të festuar këtu. Që nga fillimi i shekullit të 21 ka pasur një prani të përhershme të njeriut në hapësirë. Ajo që filloi si një fushë beteje zëvendësues për luftë bërthamore është bërë një program shumëkombëshe e shkencës, eksplorim dhe bashkëpunim. Ky nuk është vendi për të marrë në një diskutim se pse ne duhet të shqyrtojë hapësirën në të gjitha. Ka shumë përfitime që rrjedhin nga eksplorimin e hapësirës njerëzore, por një është më e rëndësishme se gjithë të tjerëve. Eksplorimi i hapësirës njerëzore frymëzon fëmijët për të studiuar dhe për të ndjekur karrierën në shkencë, Teknologji dhe Inxhinieri. Ai e bën këtë duke u treguar atyre se brenda kufijve të çdo gjë imagjinatës njerëzore mund të jetë e mundur. Unë e di këtë, sepse ajo inspiruar mua dhe gjatë gjithë jetës sime ka vazhduar të mbajë magjepsje e mia.

Është një nder i madh për të dhënë Krishtlindjeve Ligjeratat e Institucionit Mbretërore. Dhe po, mesazhi marrë-shtëpi është se hapësira është e vështirë. Por mësimi i vërtetë për audiencën e këtij viti është se kjo ka qenë aventura ime dhe kjo mund të jetë shumë i juaji.

Si për të mbijetuar në hapësirë do të shfaqet në BBC4 në tri pjesë në 28, 29 dhe 30 Dhjetor në 8 pm. Mësoni më shumë mbi të Faqja e internetit Institucionit Mbretërore dhe të bashkohet me bisedë në Twitter dhe Instagram duke ndjekur @ri_science ose të kërkoni për #xmaslectures

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

Publikuar nëpërmjet Guardian News Feed plugin për WordPress.

28673 0