Vill du utforska Mars? Skicka människor till Marsens månar först: Phobos och Deimos

Pin
Send
Share
Send

Människor till Mars. Det är ett enormt steg att gå från låg jordbana, sedan månlandningar och sedan hela vägen till Mars, en resa på hundratals miljoner kilometer och minst två år.

Men det finns två platser som människor kan gå som är en springbricka mellan Jorden och Mars. Basläger som skulle låta oss samla våra resurser i relativ säkerhet innan vi tappar ner i den allvarliga brunnen.

Jag talar om Mars-månarna: Phobos och Deimos.

Allt fokus ligger på Mars, och med goda skäl är det ganska mycket det enda stället som liknar jorden i solsystemet. Den har ungefär samma dagslängd, polära kapsyler av koldioxid och vattenis, och dagtemperaturer som kan vara nästan rimliga.

Men vi har också sett att Mars äter rymdskepp till frukost. Av de 18 rymdfarkoster som fick uppgiften att landa på ytan av Mars har bara 9 faktiskt gjort det säkert och kunde faktiskt utföra sitt uppdrag.

Det är 50%. Är vi villiga att riskera hälften av de människor vi skickar till Röda planeten?

För att inte nämna den ökade utmaningen med att landa tyngre nyttolaster på Mars, fylld med mjuka och squishy människor. Jag har gjort en hel video om varför detta är så svårt. Kolla in det här.

Men Mars två månar, Phobos och Deimos erbjuder ett intressant alternativ. I stället för att gå direkt från jorden till ytan av Mars, kunde mänskligheten inrätta en station på dessa steniga månar, ett basläger, för ett seriöst och säkrare försök på Mars.

Phobos är den största av Mars månar och är 27 kilometer på sin längsta dimension. Det liknar sammansättningen som en C-typ, eller kolhaltig kondrit-asteroid. Planetforskare tror att det antingen var en fångad asteroid eller skräp från en gammal påverkan för länge sedan. Det är täckt med fint pulver tillverkat av eoner med mikrometeoritpåverkan och har absolut ingen atmosfär.

Månen kretsar runt Mars på en höjd av 5 899 kilometer och tar bara 7 timmar och 39 minuter att slutföra en bana runt planeten.

Deimos är mindre, bara 15 kilometer längs den längsta delen, och kretsar runt var 30: e timme på en mycket högre höjd av 23.460 kilometer.

Så vad skulle det kräva för att skapa en bas på dessa månar, och varför är det bättre än att bara gå direkt till Mars.

Trots att den är mindre massiv än jorden, har Mars fortfarande en betydande tyngdkraft. För att gå från Mars till en låg bana behöver du en hastighetsförändring på 3,6 km / s. Och om du vill gå från Mars tillbaka till jorden, behöver du en hastighetsförändring på 6 km / s.

2015 föreslog tre ingenjörer från NASA JPL ”En minimal arkitektur för mänskliga uppdrag till Mars” och föreslog en serie uppdrag som upprättar ett strandhuvud på en av Mars månar först, innan de skickade människor ner till planeten.

De föreslog att en kampanj för att skicka människor till Mars skulle delas upp i fyra huvudstadier. Först skulle uppdrag skickas till Phobos för att sätta upp infrastruktur på månen. Därefter skulle astronauterna gå ner till ytan för en månads vistelse. Då skulle en längre ett års expedition genomföras. Och slutligen skulle det gå över till en permanent närvaro på Mars.

Att sätta upp en närvaro på Phobos kräver fyra lanseringar av Space Launch System Block 2, men SpaceX Starships skulle också fungera bra. De tre första raketerna skulle bära förnödenheter, en Phobos-livsmiljö och ett returfordon för astronauter att komma hem. Den fjärde lanseringen skulle ta en Orion-kapsel med fyra astronauter till Mars, efter en 200 till 225-dagars bana för att föra dem till Phobos.

Astronauterna skulle leva på Phobos-stationen i cirka 500 dagar och bedriva vetenskap på Phobos. Sedan skulle de komma hem, kanske till och med besöka Deimos på väg tillbaka och ta ytterligare 250 dagar att återvända.

Baserat på lärdomarna från Phobos-uppdraget skulle själva landningen på Mars ta ytterligare sex SLS-lanseringar. Det skulle finnas fler leveranser och ett 75 ton landningsfordon på Mars som skulle vänta i en hög bana från Mars.

Slutligen skulle en besättning lansera, göra resan till Phobos-stationen och sedan förbereda sig för en landning på Mars. När förhållandena var rätt skulle två besättningar flytta till nedstigningsfordonet och landa på Mars och tillbringa ungefär en månad på ytan medan de andra två astronauterna skulle stanna kvar på Phobos.

Den första människan satte foten på Mars ytan, någon gång på 2030- eller 2040-talet.

I slutet av sin månad skulle de klättra upp i sitt stigande fordon, återvända till Phobos och sedan skulle alla astronauter komma hem igen.

Med allt testat och beprövat skulle fler raketer sjösättas till Mars, med mer leveranser till Phobos-stationen och en växande Mars-bas, och astronauter skulle genomföra årslånga expeditioner på Mars.

Och så småningom skulle det finnas en permanent närvaro på Mars, med överlappande besättningar på Phobos, vid den växande Marsbasen och i transit.

Jag vet det skämt du kommer att göra, att SpaceX kommer att skicka Starships ett decennium tidigare och hela denna process är irrelevant. Hah hah, dum NASA.

Kanske, men Mars är helt fientligt mot människoliv, det finns absolut ingen infrastruktur där idag, och ingen har helt tänkt igenom de tusentals detaljer som det kommer att ta för människor att överleva där permanent.

Det är hundratals dagar borta med våra snabbaste raketer, och alla som går till Mars kommer att vara bortom någon form av räddning om något går fel.

Och när det gäller Mars måste du anta att saker kommer att gå fel.

Hur som helst, om Starship flyger, blir NASA bara en kund och får göra dessa uppdrag billigare, snabbare, med mer redundans och säkerhet.

Kom ihåg att NASA är SpaceXs största kund.

Det visar sig att Phobos faktiskt kan göra den perfekta platsen för en delvis rymdhiss. I ett papper från 2003 med titeln "Rymdkolonisering med rymdhissar från Phobos" undersökte NASA-ingenjören Leonard Weinstein genomförbarheten av denna idé.

En tether kunde sänkas ner från Phobos och slutade precis ovanför Mars-atmosfären. Från Mars ytan skulle slutkedjan flytta genom himlen med en hastighet på bara en halv kilometer per sekund och passera över en plats på Mars två gånger om dagen.

Nyttolast kunde startas från ytan av Mars och fångas upp vid den nedre änden av kedjan och sedan transporteras upp till Phobos under cirka två dagar. En andra hiss kunde till och med bära material upp till Deimos omloppsbana.

Och jag vet att det låter som extremt, men när du tänker på omloppsmekanik tar det faktiskt mindre energi att transportera material från Phobos till månens bana än det gör för att få det från månens yta.

I en presentation från 2013 föreslog Lockheed Martin-ingenjör Josh Hopkins att Phobos och Deimos skulle vara vettiga som första platsen för utforskning av människor, och gjorde att deimos är ännu bättre.

Både Phobos och Deimos är tidigt låsta för Mars, vilket innebär att de alltid visar samma ansikte mot planeten. Astronauter som är stationerade på en av dessa månar skulle kunna teleoperera rovers och prova återuppdrag utan väsentligen ingen försening.

Från sin högre höjd ser Deimos faktiskt mer av ytan på Mars än Phobos, 98% av planeten är synlig från månen. Med sin långsammare väg över himlen skulle Deimos ha möjlighet att kommunicera med ytan i nästan 60 timmar kontinuerligt, medan Phobos glider över horisonten var 4,2 timme.

Regioner nära Deimos nordpol skulle vara i konstant solljus och också ha en konstant utsikt ner till ytan av Mars.

Att komma till och från Deimos skulle faktiskt vara enklare, med cirka 400 meter / sekund mindre förändring i hastighet.

Så föreställ dig allt jag sa för ett uppdrag till Phobos, men ersätt det med Deimos istället.

Men om vi verkligen vill stanna, kommer vi att gå ner i Deimos. Detta är enligt Jim Logan, grundare av Space Enterprise Institute. Under en ny presentation på en konferens i Seattle om rymdavvikelse föreslog Logan att det borde vara möjligt att bygga en permanent livsmiljö i Deimos.

Jag var inte där för seminariet, men Alan Boyle från Geekwire var, och han tog det coola fotot av Logans prat. Enligt Logan underskattade den ursprungliga idén till en O’Neill-cylinder hur mycket strålningsskärmning som skulle behövas ungefär en tredjedel. Så kom ihåg när jag sa att de skulle behöva 45 000 Starship-lanseringar för att bygga en O’Neill-cylinder, det visar sig att vi kanske behöver 150 000 istället.

Men det borde vara möjligt att gräva en tunnel genom centrum av Deimos, från slut till slut, kanske uppmana Elon Musks Boring Company att göra arbetet. Det inre av Deimos antas vara poröst, och ingenjörer skulle hitta reserver av vattenis, ädla metaller och mineraler när de grävde igenom, vilket skulle stödja i stort sett vilken basskala som helst.

Det kan till och med vara tillräckligt stort för att sätta roterande livsmiljöer inne i månen för att ge invånarna konstgjord tyngdkraft. Placera solpaneler vid polerna där de skulle få nästan evigt solljus

Allt detta fokuserar på Mars, men det finns ett fall som ska göras för att månarna till Mars, Phobos och Deimos ska fungera som de första platserna vi besöker i regionen. Sedan, när vi har fått ett bra solid basläger, gör vi ett seriöst försök på Röda planeten.

Pin
Send
Share
Send