Kan människor leva på Mars? Tekniken som kan få det att hända

Mänsklig kolonisering av Mars har varit ett populärt tema inom science fiction i årtionden. Men de senaste åren har möjligheten att skicka människor att bo på Mars blivit mycket verklig.

Med flera privata företag och myndigheter som arbetar i detta utrymme kan vi se människor skickas till Mars inom en snar framtid. Men vilken teknik måste vara på plats för att få det att hända?

I den här artikeln tar vi en titt på några av de tekniker som gör det möjligt för människor att leva på Mars.

Kärnframdrivning

Det första steget är att kunna ta sig till Mars. Det genomsnittliga avståndet från jorden till Mars är cirka 140 miljoner miles och resan tar för närvarande mellan sex och åtta månader att slutföra. Transport till Mars skulle behöva upprätthålla en liten till medelstor grupp människor under den tiden, för den tid de är på Mars och för returresan.

Ju längre resan är, desto dyrare, svårare och farligare är resan. Bränsle, livsuppehållande system och mat måste alla hålla så länge. Så för att göra resan snabbare arbetar NASA med mer effektiva framdrivningssystem - som använder kärnkraftsdrift.

Kärnvärme framdrift ger dubbelt så hög effektivitet som nuvarande teknik. Ett drivmedel som flytande väte värms upp via en kärnreaktor. När vätet omvandlas till gas, ger det dragkraft via ett munstycke som driver rymdfarkosten.

Uppblåsbara värmesköldar

Eftersom ett rymdfarkoster måste vara mycket stort för att stödja människor på resan till Mars, kommer det att bli extremt svårt att landa. Detta gäller särskilt på grund av skillnaderna i Mars-atmosfären jämfört med jorden. Eftersom det är tunnare kommer en rymdfarkost att sjunka mycket snabbare än på jorden och typisk teknik som fallskärmar fungerar inte för att bromsa nedstigningen.

För närvarande är värmesköldar styva metallkonstruktioner som tar värmen under återinträde i en atmosfär. Eftersom hastigheten är så hög, orsakar friktionen enorma temperaturer som byggs upp på rymdfarkostens framsida. En värmesköld strålar bort värmen från rymdfarkosten och skyddar den underliggande rymdfarkosten. Denna typ av värmesköld är helt enkelt för skrymmande för att kunna användas på ett rymdfarkost av den storlek som krävs för mänsklig transport till Mars.

Det är här uppblåsbara värmesköldar kommer in. En uppblåsbar värmesköld, som den som NASA utvecklar, kan förbättra denna process drastiskt. Denna uppblåsbara värmesköld är kallad Low-Earth-Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID) och är sex meter bred, tillverkad upp av syntetiska fibrer 15 gånger starkare än stål och är utformad för att fälla ut och blåsa upp när rymdfarkosten kommer in i Mars atmosfär. Att ta mindre utrymme än en traditionell värmesköld, men ändå vara större på inflationen, gör att vi kan landa på Mars säkert.

Skydd från Mars-atmosfären

Marslandskapet är ogästvänligt för människor. Science fiction har tillhandahållit många lösningar på detta problem. Men hur skulle det se ut i verkligheten?

Marsatmosfären är tunnare och mycket kallare och består av över 95% koldioxid, med endast 0,13% syre. Och det finns mycket högre nivåer av strålning. Detta innebär att människor kommer att behöva leva i självbärande livsmiljöer.

För det första måste livsmiljöerna kunna skapa och återvinna rätt proportioner av gaser för människor att andas. Den huvudsakliga metoden som har föreslagits är att återvinna kväve och argon som finns i Mars-atmosfären och tillsätta syre i det. Andelen kan vara 40% kväve, 40% argon och 20% syre.

Men för att få ut dessa gaser från atmosfären måste koldioxid ”skrubbas” (tas bort) från luften. Vidare måste syre produceras genom att ta bort det från vattnet som redan finns på Mars eller genom att föra det från jorden.

Slutligen, med den extra solstrålningen på Mars, måste det finnas något slags strålskydd för invånarna i Mars. Två föreslagna metoder är en strålsköld (som är tung och svår att transportera från jorden till Mars) eller bor under jorden i marsgrottor eller lavarör. En uppblåsbar "dörröppning" utvecklas som kan tillhandahålla en lufttät sektion av underjordiska system av just denna anledning.

Håll dig varm och håll dig i form

Medeltemperaturen på Mars är -80 grader Fahrenheit, eller -62,2 grader Celsius. Och temperaturerna kan svänga drastiskt; medan det kan vara -100 ° F (-73 ° C) på natten, kan temperaturen på dagtid nå + 70 ° C (c.21 ° C). Detta innebär att temperaturkontroll kommer att vara en av de största utmaningarna för en mars livsmiljö.

Gravitationen på Mars är ganska svag (endast 38% av jordens). Den svagare tyngdkraften innebär att människor som bor på Mars har större chans att förlora bentäthet, vilket drastiskt ökar risken för frakturer. Och detta inkluderar inte de månader som tillbringats i noll gravitation på resan till Mars.

För att överleva långa perioder i mikrogravitation, astronauter måste träna konsekvent. NASA utforskar rymddräkter med extra motstånd för att motverka detta. Under tiden genomgår astronauter från USA och Ryssland årslånga studier på rymdstationen så att vi bättre kan förstå effekterna av den lägre tyngdkraften på människokroppen, och om vi kan anpassa oss.

Produktion av vatten, mat och bränsle

Vatten finns på Mars, även om mycket av det är saltlösning. Detta innebär att avsaltning är nödvändig för att göra vattnet säkert att dricka. Allt vatten skulle hypotetiskt återvinnas, eftersom detta är mer energieffektivt än att samla in och avsalta mer vatten. Men hur är det med växter?

Mars yta har alla nödvändiga komponenter för odling av växter. Den har vatten och organiska föreningar som växter behöver för att överleva. Men det har ingen gästvänlig atmosfär. Växthus som effektivt producerar en växtanpassad atmosfär kommer att vara högsta prioritet, eftersom detta är det enda sättet att generera mat på Mars.

Allt vi har nämnt kräver bränsle för att producera energi. Den mest troliga metoden för bränsleproduktion är att återigen använda det vatten som redan finns på Mars. Vatten kan delas upp i väte och syre. Syre kan användas för att skapa en gästvänlig atmosfär, medan väte är ett effektivt drivmedel. Så innan du skickar människor kommer det att bli nödvändigt att förbereda en automatiserad vätebearbetningsanläggning för att säkerställa att bränsle är tillgängligt.

Så, kan människor leva på Mars?

Svaret är ja - men inte lätt. Det finns många utmanande hinder i vägen. Att komma till och från Mars, överleva den hårda miljön och producera mat, vatten och bränsle är de största utmaningarna.

Även om detta låter oöverstigligt är forskare optimistiska. Faktum är att Elon Musk har uttalat det SpaceX kan skicka astronauter till Mars så snart 2024. Och medan de första uppdragen troligen bara kommer att innebära att bo på Mars under en kort period, är det fortfarande en otrolig prestation!

SpaceX lanserar ett Dogecoin-finansierat uppdrag till månen

Det låter som ett meme. Tydligen är det absolut inte.

Läs Nästa

Om författaren