يجب أن تتغلب الإنسانية على العديد من العقبات قبل أن تبدأ أي رحلة عودة المريخ. هناك لاعبان رئيسيان وكالة ناسا і (سبيس اكس)، الذين يعملون معًا بشكل وثيق في مهمات إلى محطة الفضاء الدولية ، لكن لديهم أفكارًا متنافسة حول الشكل الذي ستبدو عليه مهمة مأهولة إلى المريخ.
القياس يهم
أكبر مشكلة (أو قيود) هي كتلة الحمولة (سفينة الفضاء ، الناس ، الوقود ، الإمدادات ، إلخ) المطلوبة للرحلة. عادة ما تكون كتلة الحمولة عبارة عن نسبة صغيرة فقط من الكتلة الإجمالية لمركبة الإطلاق. على سبيل المثال ، وزن صاروخ Saturn V الذي أطلق أبولو 11 إلى القمر 3000 طن. لكنها يمكن أن تطلق 140 طنًا فقط (5٪ من كتلة الإطلاق الأولية) إلى مدار أرضي منخفض و 50 طنًا (أقل من 2٪ من كتلة الإطلاق الأولية) إلى القمر.
الكتلة تحد من حجم المركبة الفضائية على المريخ وقدراتها في الفضاء. تتطلب كل مناورة إنفاق الوقود لإطلاق محركات الصواريخ ، ويجب الآن نقل هذا الوقود إلى الفضاء بواسطة المركبات الفضائية.
تتمثل خطة SpaceX لمركبتها الفضائية المأهولة في إعادة التزود بالوقود في الفضاء بشاحنة وقود منفصلة. هذا يعني أنه سيكون من الممكن وضع وقود في المدار أكثر بكثير مما هو عليه في عملية إطلاق واحدة.
الوقت مهم
هناك مسألة أخرى مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالوقود وهي الوقت. غالبًا ما تتبع البعثات التي ترسل مركبات فضائية غير مأهولة إلى الكواكب الخارجية مسارات معقدة حول الشمس. يستخدمون ما يسمى بمناورات الجاذبية للطيران بكفاءة حول الكواكب المختلفة واكتساب زخم كافٍ للوصول إلى هدفهم.
هذا يوفر الكثير من الوقود ، ولكن يمكن أن يجعل هذه المهام تستغرق سنوات حتى تكتمل. من الواضح أن هذا غير مقبول. لكل من الأرض والمريخ مدارات دائرية (تقريبًا) ، وهي مناورة تُعرف باسم انتقال هوهمان، هي الطريقة الأكثر اقتصادا للسفر بين الكوكبين. في الواقع ، إذا لم نخوض في التفاصيل ، فإن سفينة الفضاء تقوم برحلة واحدة على طول مدار إهليلجي للانتقال من كوكب إلى آخر.
يستغرق عبور هوهمان بين الأرض والمريخ حوالي 259 يومًا (ثمانية إلى تسعة أشهر) ويمكن أن يحدث كل عامين تقريبًا بسبب الاختلاف في المدارات حول شمس الأرض والمريخ. يمكن لمركبة فضائية الوصول إلى المريخ في وقت أقل (تقول SpaceX ستة أشهر) ، لكنك خمنت أنها ستتطلب المزيد من الوقود.
هبوط آمن
لنفترض أن مركبتنا الفضائية وطاقمنا انتهى بهم المطاف على المريخ. المهمة التالية هي الهبوط. يمكن لمركبة فضائية تدخل الغلاف الجوي للأرض أن تستخدم السحب الناتج عن التفاعل مع الغلاف الجوي لإبطاء سرعتها. يسمح هذا للجهاز بالهبوط بأمان على سطح الأرض (بشرط أن يتحمل الحرارة المناسبة). لكن الغلاف الجوي على المريخ أرق بحوالي 100 مرة من الغلاف الجوي للأرض. وهذا يعني احتمالية أقل للسحب ، مما يجعل من المستحيل الهبوط بأمان دون أي مساعدة.
هبطت بعض المهمات على وسائد هوائية (مثل مهمة باثفايندر التابعة لناسا) ، بينما استخدم البعض الآخر الدافعات (مهمة فينيكس التابعة لناسا). هذا الأخير ، مرة أخرى ، يتطلب المزيد من الوقود.
الحياة على المريخ
يستمر يوم المريخ لمدة 24 ساعة و 37 دقيقة ، ولكن هذا هو المكان الذي تنتهي فيه أوجه التشابه مع الأرض. يعني الغلاف الجوي الرقيق للمريخ أنه لا يمكنه الاحتفاظ بالحرارة مثل الأرض ، لذلك تتميز الحياة على المريخ بتقلبات كبيرة في درجات الحرارة ليلاً ونهارًا. تبلغ درجة حرارة المريخ القصوى 30 ℃ ، وهذا يبدو لطيفًا جدًا ، لكن أدنى درجة حرارة له هي -140 ℃ ومتوسط درجة الحرارة -63 ℃. يبلغ متوسط درجة الحرارة في فصل الشتاء في القطب الجنوبي للأرض حوالي -49 درجة مئوية. لذلك نحن بحاجة إلى توخي الحذر الشديد بشأن اختيار مكان العيش على المريخ وماذا نفعل مع درجة الحرارة في الليل.
تبلغ نسبة الجاذبية على المريخ 38٪ من جاذبية الأرض (لذا ستشعر بخفة الوزن) ، لكن الهواء يتكون في الغالب من الكربون (CO₂) مع نسبة قليلة من النيتروجين ، لذلك فهو غير قابل للتنفس تمامًا. سنحتاج إلى بناء مكان يتحكم فيه المناخ للعيش فيه. تخطط SpaceX للعديد من رحلات الشحن قبل الإطلاق ، بما في ذلك مرافق البنية التحتية الحيوية مثل البيوت الزجاجية والألواح الشمسية و- كما خمنت- منشأة لإنتاج الوقود والهواء لعودة المهمة إلى الأرض.
الحياة على المريخ ممكنة ، وقد تم بالفعل إجراء العديد من اختبارات المحاكاة على الأرض لمعرفة كيف سيتعامل البشر مع مثل هذا الوجود.
يمكنك القراءة عنه هنا: يقوم الجيولوجيون بنمذجة ظروف تربة المريخ لزرع المريخ في المستقبل
العودة إلى الأرض
المهمة الأخيرة هي بدء رحلة العودة وإعادة الناس إلى الأرض بأمان. دخلت أبولو 11 الغلاف الجوي للأرض بسرعة حوالي 40000 ألف كم / ساعة ، وهي أقل بقليل من السرعة المطلوبة لمغادرة مدار الأرض. ستتمتع المركبة الفضائية العائدة من المريخ بسرعات دخول في الغلاف الجوي تتراوح بين 47 كم / ساعة و 000 كم / ساعة ، اعتمادًا على المدار الذي تستخدمه للوصول إلى الأرض.
يمكن أن تتباطأ في المدار الأرضي المنخفض إلى حوالي 28 كم / ساعة قبل أن تدخل الغلاف الجوي مرة أخرى ، لكنك خمنت أنها ستحتاج إلى وقود إضافي للقيام بذلك. لكنهم لن يكونوا قادرين ببساطة على اقتحام الأجواء. نحتاج فقط للتأكد من أننا لا نقتل رواد الفضاء عن طريق تحميلهم فوق طاقتهم أو حرقهم بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
هذه ليست سوى بعض التحديات التي تواجه مهمة إلى المريخ ، وجميع اللبنات التكنولوجية لتحقيق ذلك موجودة بالفعل. نحتاج فقط إلى إنفاق الوقت والمال وجمع كل ذلك معًا.
اقرأ أيضا: