Mengapa sukar bagi manusia untuk pergi ke Marikh dan kembali?
Tinggalkan pesanan
Perjalanan ke Marikh dan kembali adalah salah satu cabaran paling kompleks yang pernah dipertimbangkan oleh manusia. Walaupun misi robotik telah berjaya, menghantar manusia menambah lapisan kesukaran. Penyebutan propelan hipergolik baru-baru ini (seperti hidrazin dan asid nitrik) sebenarnya berkaitan dengan-teknologi roket ialah bahagian penting, tetapi ia hanya satu bahagian. Inilah sebabnya mengapa perjalanan pergi dan balik Marikh yang berawak adalah sangat menakutkan.
1. Jarak dan Masa Perjalanan
Marikh, secara purata, kira-kira140 juta batu (225 juta km)daripada Bumi. Walaupun pada penjajaran optimum (yang berlaku kira-kira setiap 26 bulan), transit sehala mengambil masa6–9 bulanmenggunakan pendorongan semasa.
Jumlah tempoh misiakan menjadi2–3 tahun(termasuk masa di Marikh dan kepulangan).
Tidak seperti Bulan (3 hari lagi), tiada pilihan menyelamat atau menggugurkan kandungan segera.
2. Tujahan dan Saiz Kapal Angkasa
Untuk mendapatkan kru, habitat, sistem pendaratan dan kenderaan kembali ke Marikh, kita memerlukan kapal angkasa yang jauh lebih besar daripada apa-apa yang diterbangkan sebelum ini.
Roket kimia(seperti yang menggunakan bahan api hipergolik) boleh dipercayai tetapi mempunyai kecekapan yang terhad. Kami berkemungkinan memerlukan beberapa pelancaran untuk memasang kenderaan di orbit atau menggunakan pendorong termaju (terma nuklear, elektrik) yang masih dalam pembangunan.
Mendarat di Marikhadalah rumit: atmosfera cukup tebal untuk menyebabkan pemanasan melampau tetapi terlalu nipis untuk payung terjun sahaja untuk memperlahankan kenderaan besar. Kami memerlukan pendorongan balik supersonik-mendaratkan muatan berat secara perlahan-lahan yang belum pernah dilakukan dengan manusia di atas kapal.
Pendakian dari Marikhmemerlukan roket yang cukup kuat untuk melepaskan graviti Marikh (kira-kira 38% daripada Bumi) tetapi cukup kecil untuk dihantar beberapa tahun lebih awal. Roket itu mesti kekal berfungsi di permukaan selama berbulan-bulan.
3. Sokongan Hayat dan Bekalan
Krew 4–6 orang diperlukanpengurusan makanan, air, oksigen dan sisaselama hampir tiga tahun tanpa bekalan semula.
Sistem ISS semasa bergantung pada kapal kargo biasa. Untuk Marikh, semuanya mesti sama ada dibawa dari Bumi atau dikilang di tapak (penggunaan sumber in-situ, ISRU).
Kitar semula airdansokongan hayat gelung tertutupmesti mencapai kebolehpercayaan hampir 100%-kegagalan dalam transit boleh membawa maut.
4. Sinaran
Di luar medan magnet pelindung Bumi, angkasawan terdedah kepada dua sumber sinaran utama:
Peristiwa zarah suria– pecahan zarah bertenaga tinggi yang tidak dapat diramalkan daripada matahari.
Sinar kosmik galaksi– sinaran malar dan sangat menembusi dari luar sistem suria.
Perjalanan pergi balik ke Marikh boleh mendedahkan angkasawandos sinaran melebihi had kerjaya semasa, meningkatkan risiko kanser seumur hidup. Perisai adalah berat; penyelesaian yang berdaya maju (cth, perisai air, masa transit cepat atau perisai aktif) masih diperhalusi.
5. Mikrograviti dan Kesihatan Manusia
Tanpa berat badan yang berpanjangan menyebabkan atrofi otot, kehilangan ketumpatan tulang, perubahan penglihatan (disebabkan oleh pergeseran bendalir dalam tengkorak), dan potensi masalah sistem imun.
Di Bulan, angkasawan tinggal selama beberapa hari sahaja. Krew Marikh akan menghabiskan lebih setahun dalam sifar-g (transit) serta masa di Marikh, di mana graviti hanya 38% daripada Bumi.
Graviti buatan(cth, bahagian kapal angkasa berputar) boleh mengurangkan ini, tetapi belum ada kapal angkasa yang terbang dengan sistem sedemikian.
6. Faktor Psikologi dan Sosial
Pengasingan, kurungan dan kelewatan komunikasi menjadikan misi itu melampau secara psikologi.
Kelewatan komunikasiberkisar dari4 hingga 24 minitsehala, bergantung pada penjajaran planet. Perbualan masa nyata adalah mustahil; krew mesti beroperasi dengan autonomi yang tinggi.
Tiada sokongan segera daripada kawalan misi, tiada privasi, dan pasukan kecil yang sama selama bertahun-tahun. Ini tidak pernah dicuba untuk tempoh yang begitu lama.
7. Mendarat dan Kembali dengan Ketepatan
Kemasukan, penurunan, dan pendaratandi Marikh dikenali sebagai "tujuh minit keganasan" walaupun untuk robot. Bagi manusia, kita perlu mendarat dengan ketepatan yang tepat berhampiran bekalan pra-posisi dan kenderaan pulang.
Pelancaran dari Marikhmesti ditetapkan masa yang tepat untuk bertemu dengan trajektori kembali Bumi. Jika kenderaan pendakian gagal, tiada sandaran.
8. Penggunaan Sumber In‑Situ (ISRU)
Untuk menjadikan misi itu boleh dilaksanakan, kita mungkin perlu melakukannyamenghasilkan propelan di Marikh(cth, menggunakan tindak balas Sabatier untuk membuat metana daripada CO₂ Marikh dan ais air). Teknologi ini tidak pernah ditunjukkan di planet lain pada skala.
9. Kos dan Kehendak Politik
Misi manusia Marikh dianggarkan menelan belanjaratusan bilion dolarlebih dekad. Mengekalkan komitmen itu merentasi pelbagai pentadbiran dan perkongsian antarabangsa adalah cabaran politik sama seperti cabaran teknikal.
Sambungan Roket
Anda menyebut propelan hipergolik (asid nitrik + hidrazin) tadi. Walaupun ia digunakan dalam beberapa kapal angkasa (cth, untuk menggerakkan pendorong), misi Marikh mungkin akan menggunakanmetana/LOXatauhidrogen/LOXuntuk pendorong utama kerana ia menawarkan prestasi yang lebih baik dan boleh dihasilkan di Marikh. Hipergolik adalah toksik dan menghakis, menjadikannya kurang sesuai untuk kenderaan kru di mana keselamatan pengendalian adalah yang paling utama.
Ringkasan
Kesukarannya bukan satu-satunya masalah-iniintegrasidaripada mereka semua:
Kenderaan yang boleh mengangkut manusia dengan selamat selama bertahun-tahun
Perlindungan daripada sinaran dan mikrograviti
Sistem sokongan hayat dan permukaan yang boleh dipercayai
Keupayaan untuk mendarat, hidup dan melancarkan dari dunia lain
Semuanya dalam bajet dan garis masa yang boleh dikekalkan oleh masyarakat
Kami sedang menyelesaikan sekeping demi sekeping ini (cth, Artemis to the Moon berfungsi sebagai tempat pembuktian), tetapi perjalanan pergi dan balik Marikh berawak tetap menjadi ujian muktamad bagi kejuruteraan dan ketahanan kami.
