Det finns flera rymdhistorier vi förväntar oss för 2016 men en berättelse kan förekomma - för vissa - att höra hemma inom science fiction: någon gång under det kommande året kommer Elon Musk troligen att avslöja sina planer för att kolonisera Mars.
I början av 2015 antydde Musk att han offentligt skulle avslöja sina strategier för Mars Colonial Transportsystem någon gång i slutet av 2015, men sade senare att tillkännagivandet skulle komma 2016.
"Mars transportsystemet kommer att vara en helt ny arkitektur," sade Musk under en Reddit AMA i januari 2015 och svarade på en fråga om utvecklingen av MCT. ”[Jag] hoppas kunna presentera det i slutet av detta år. Bra att vi inte gjorde det förr, eftersom vi har lärt oss enormt mycket av Falcon och Dragon. "
Stora raketer
Såvitt det gäller detaljer, sa Musk bara att han vill kunna skicka 100 kolonister till Mars åt gången, och ”målet är 100 ton användbar nyttolast till ytan av Mars. Detta kräver uppenbarligen ett mycket stort rymdskepp och booster-system. ”
Han har förmodligen kallat raketten BFR (för Big F’n Rocket) och rymdskeppet på samma sätt som BFS.
Och han vill att det ska kunna återanvändas, vilket Musk och SpaceX har sagt är nyckeln till att göra människoliv multiplanetärt. Den nyligen framgångsrika återkomsten och vertikala landningen av Falcon 9: s första etapp gör det närmare verkligheten än någonsin.
Även om SpaceX inte har några offentligt delade konceptillustrationer hittills, har några entusiaster på nätet delat sina visioner om MCT, till exempel denna diskussion om Reddit, och ritningen nedan av ingenjör John Gardi, som nyligen föreslog sina idéer för MCT om Reddit.
De flesta onlinediskussioner beskriver MCT som en interplanetär färja, med rymdskeppet byggt på marken och lanserades i bana i ett stycke och kanske tankat i låg jordbana. Transportören kan drivas av Raptor-motorer, som är kryogena metaneldrivna raketmotorer som ryktas vara under utveckling av SpaceX.
Utmaningen att landa stora nyttolaster på Mars
Medan den stora raket och rymdskeppet kan tyckas vara ett stort hinder, är en ännu större utmaning hur man landar en nyttolast på 100 ton med 100 kolonister, som Musk föreslår, på Mars ytan.
Som vi har diskuterat tidigare finns det ett ”Supersonic Transition Problem” på Mars. Mars tunna atmosfär tillhandahåller inte tillräckligt med aerodynamik för att landa ett stort fordon som vi kan på jorden, men det är tillräckligt tjockt att thrusterar som det som använts av Apollo-landarna inte kan användas utan att stöta på aerodynamiska problem som sheering och otrolig stress på fordonet.
"Unikt för Mars, det finns en hastighet mellan höjden under Mach 5," förklarade Rob Manning från Jet Propulsion Laboratory i vår artikel från 2007. "Gapet är mellan leveransförmågan hos stora inträdessystem på Mars och kapaciteten för super -och sub-sonic decelerator-teknik för att komma under ljudets hastighet. ”
Med den nuvarande landningstekniken har ett stort, tungt humant fordon som strimmar genom Mars tunna, flyktiga atmosfär bara cirka 90 sekunder att sakta från Mach 5 till under Mach 1, ändra och omorientera sig från att vara ett rymdskepp till en lander , distribuera fallskärmar för att sakta ner ytterligare, använd sedan thrustrar för att översätta till landningsplatsen och försiktigt röra ner.
90 sekunder är inte tillräckligt med tid, och krockkuddarna som används för rover som Spirit och Opportunity och till och med Skycrane-systemet som används för Curiosity rover kan inte skalas upp tillräckligt för att landa storleken på nyttolast som behövs för människor på Mars.
NASA har tagit upp detta problem i liten grad och har testat uppblåsbara aeroshells som kan ge tillräckligt med aerodynamisk drag för att retardera och leverera större nyttolaster. Kallas Hypersonic Uppblåsbar Aerodynamic Decelerator (HIAD), detta är det bästa hoppet i horisonten för att landa stora nyttolaster på Mars.
Det uppblåsbara Reentry Vehicle Experiment (IRVE-3) testades framgångsrikt under 2012. Det var tillverkat av högteknologiskt tyg och uppblåst för att skapa den form och struktur som liknar en svamp. När den är uppblåst är IRVE-3 ungefär 3 meter i diameter och består av en sju jätteflätade Kevlarringar som är staplade och surrade ihop - sedan täckta av en termisk filt bestående av lager av värmebeständiga material. Dessa typer av aeroshells kan också generera hiss, vilket skulle möjliggöra ytterligare bromsning av fordonet.
"NASA utvecklar och testar HIADs för närvarande - en ny klass av relativt lätta distribuerbara aeroshell som säkert kan leverera mer än 22 ton till ytan av Mars," säger Steve Gaddis, GCD-chef vid NASA: s Langley Research Center i ett pressmeddelande från NASA i september 2015.
NASA räknar med att en besättnings rymdskepp landar på Mars skulle väga mellan 15 och 30 ton, och rymdbyrån letar efter idéer genom sin Big Idea Challenge för hur man skapar aeroshell som är tillräckligt stora för att göra jobbet.
Med nuvarande teknik kan landning av de 100 ton som Musk ser för sig vara utom räckhåll. Men om det finns någon som kan ta reda på det och få det gjort, kan Elon Musk bara vara den personen.
Ytterligare läsning: Alan Boyle på Geekwire, GQ-intervju med Elon Musk.
