Kommer människor att landa på Mars? Lär dig mer om Marsforskningens historia och 7 viktiga utmaningar för att skicka människor till Mars

Marsutforskning har länge varit föremål för mänsklig fascination. Medan uppdrag till Mars ofta är föremål för science fiction-böcker och filmer, kanske verkligheten inte ligger så långt efter. De senaste framstegen inom rymdteknik och den snabba kommersialiseringen av rymdmarknaden kan snart göra ett mänskligt uppdrag till Mars möjligt. Vad mer är, om man tittar på den mänskliga utforskningens 300 000 år långa historia är det uppenbart att behovet av att utforska är grundläggande för vår natur. Inramat på detta sätt är ett uppdrag till Mars egentligen inte en fråga om - det är mer en fråga om när.

Hoppa till sektion

• Varför ska människor resa till Mars?
• Vad är historien om Mars Exploration?
• 7 viktiga utmaningar med att komma till Mars
• Hur kommer människor i slutändan att komma till Mars?
• Vill du lära dig mer om rymdutforskning?
• Läs mer om Chris Hadfields MasterClass

Den tidigare befälhavaren för International Space Station lär dig vetenskapen om rymdutforskning och vad framtiden innebär.

Varför ska människor resa till Mars?

En av de största effekterna av ett uppdrag till Mars skulle vara att hitta liv eller bevis på utdöda liv, oavsett hur enkelt livet kan vara. Det skulle inte bara svara på frågan om vi är ensamma i kosmos - utan skulle också indikera att det finns potential för liv överallt i universum.

Vad är historien om Mars Exploration?

Många rymdfarkoster som har landat på ytan av Mars, inklusive Viking 1, Viking 2 och Mars Pathfinder. Rymdfarkoster som Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor och Mars Reconnaissance Orbiter har genomfört kartläggningsarbeten för att kartlägga Mars yta. Mars Exploration Rovers från både NASA och European Space Agency (ESA) utforskade Mars yta och skickade värdefulla data och bilder tillbaka till jorden.

År 2010 tillkännagav USA: s president Barack Obama vid Kennedy Space Center i Texas ett förslag som syftar till ett bemannat Mars-uppdrag fram till 2030-talet. NASA planerar att starta Mars 2020-roveruppdraget, som kommer att skicka en obemannad Mars-landare till den röda planeten för att utforska livstecken, både tidigare och nu.

NASA testar också rymdfarkoster som är utformade för att transportera människor till Mars för första gången.

7 viktiga utmaningar med att komma till Mars

Den tekniska och tekniska utmaningen att komma till Mars är skrämmande. Jorden och Mars har olika banor runt solen, vilket innebär att avståndet mellan de två planeterna förändras ständigt. Även med ett optimalt lanseringsfönster är det fortfarande en lång resa in i det okända med ett obevisat fartyg som tar allt du behöver, utan att kunna leverera kritiska saker på nytt. Och det är bara början. Andra utmaningar inkluderar:

1. Bygga rätt rymdfarkost . Att komma till månen är en tre dagars resa, så en utilitarisk rymdfarkost som Apollo räcker. Det första Mars-uppdraget kräver en mycket längre resa, så rymdfarkosten skulle behöva ha mer bostadsutrymme, mer utrymme för reservsystem, utrustning för rymdpromenader, ett tillförlitligt framdrivningssystem och - kanske viktigast av allt - rekreationsanläggningar för att hålla astronauterna engagerade , produktiv och sund under rymdresor.
2. Luft- och vattenåtervinningsfunktioner . Mycket av det som livsstödssystemet gör på International Space Station (ISS) härmar det som händer naturligt på jorden. Processorer renar astronauternas luft, filtrerar spårgaser och tar bort deras utandade koldioxid. Där det är möjligt extraheras syret och släpps tillbaka i kabinen, men de små förlusterna kompletteras med lagrat syre. Vatten återvinns på liknande sätt från urin och avfuktare, vanligtvis med cirka 90% effektivitet. Det är bättre än någonsin, men varje lastfartyg transporterar fortfarande luft och vatten till ISS. Vi måste gå till nästan 100% återvinning innan vi säkert reser till Mars och därefter ut i rymden.
3. Livsmedelstillväxt . För rymduppdrag till Mars och bortom blir det mindre praktiskt att ta med beredd mat. Det finns för närvarande experiment på ISS för att undersöka hur man odlar grödor, testa saker som vilken riktning en växt växer utan gravitation, hur man pollinerar och vilka typer av hydroponisk jord som är bäst. Förmågan att vara självförsörjande och odla mat i rymden är bara en av de många tekniker som behövs för uppdrag till Mars och framtida utforskning av rymden.
4. Avgift på människokroppen . Förlängd viktlöshet tar en vägtull på människokroppen. Det finns betydande effekter på balans, blodtrycksreglering, bentäthet och ibland syn. För astronauter som reser till den röda planeten kommer det inte att finnas ett stödtjänst på marken som hjälper efter landning på Mars-ytan. Vikten och konfigurationen av Mars-rymddräkterna måste också möjliggöra anpassningsperioden till Mars-tyngdkraften. Dessutom är den naturliga miljön på planetens yta dödlig för människors liv; Mars-atmosfären har mycket lågt lufttryck, inget syre, 96% koldioxid, hög strålning och kosmiska strålar. Livsmiljön och rymddräkterna kommer att behöva skydda besättningarna från Mars-atmosfären.
5. Brist på kommunikation . Livet på Mars kommer också att vara psykologiskt utmanande. Även när jorden och Mars ligger närmast, 35 miljoner mil från varandra, tar det radiovågor ungefär fyra minuter att komma härifrån och dit. Så om Mars-besättningen överför en signal till Houston, kommer de snabbast att höra ett svar från NASA åtta minuter senare - i värsta fall är 48 minuter senare. Realtidskommunikation kommer således att vara omöjlig, och Mars-besättningen kommer att behöva veta hur man kan vara självständig, tekniskt och mentalt, särskilt i händelse av dammstorm eller annan nödsituation.
6. Bestämma rätt väg . Vägen vi tar mellan jorden och Mars måste bestämmas. Varje restid tillbringas ytterligare en dag med att äta mat, dricka vatten, andas fartygets luft och producera avfall, samt att utsättas för interplanetär strålning och risken för kritiska systemfel. Om det finns tillräckligt med bränsle kan en mer direkt väg användas, som tvingar banmekaniken. Om vi ​​uppfinner mer effektiva motorer kan vi skjuta dem längre och gå mindre, vilket också minskar den totala tiden.
7. Landar försiktigt . Även om vi når Mars atmosfär ger landning en annan uppsättning utmaningar. När vi väl är i omloppshastighet kan vi använda Mars tunna atmosfär för att ge bromsfriktion, styrning för att doppa exakt i den för att gradvis sakta ner till rätt hastighet. Men hela transiteringsfartyget skulle behöva vara tufft nog för att ta tillhörande värme och tryck. Ett kompromissalternativ kan vara att sprida livsmiljön som förde oss till Mars, komma in i en kapsel och åka den direkt till ytan. Men Mars-atmosfären är mycket tunnare än jordens, vilket betyder att fallskärmar inte fungerar lika bra. Ändå är det tillräckligt tjockt att friktion orsakar uppvärmning så att fartyget behöver lämplig värmeskydd. Det tyngsta föremålet vi har landat på Mars från och med 2018 var NASAs Curiosity Rover (en del av Mars Science Laboratory Mission), som väger cirka ett ton (på jorden). Ett bemannat fartyg skulle väga mycket mer än en Mars-rover. För att sätta människor på Mars kommer vi troligtvis att behöva använda Mars-atmosfären för att delvis bromsa fartyget och sedan skjuta motorer för att sakta ner hastigheten till ytan till landningsplatsen.

Mästarklass

Föreslås för dig

Onlinekurser som undervisas av världens största sinnen. Utöka din kunskap inom dessa kategorier.

vad behöver jag för att konturera mitt ansikte

Lär rymdutforskning

Undervisar bevarande

Lär vetenskapligt tänkande och kommunikation

Lär vetenskapen om bättre sömn

Hur kommer människor i slutändan att komma till Mars?

Tänk som ett proffs

Den tidigare befälhavaren för International Space Station lär dig vetenskapen om rymdutforskning och vad framtiden innebär.

Även om det skulle vara ekonomiskt och logistiskt svårt att komma till Mars, tror forskare att det i slutändan kan uppnås genom att följa några viktiga steg:

• Fortsätt utforska månen . Uppdrag till månen och Mars är sammanflätade, eftersom månen erbjuder en chans att testa nya verktyg som livsstödssystem och mänskliga livsmiljöer som kan användas i ett framtida Mars-uppdrag. Fortsatt måneutforskning är avgörande för en dag att flyga till Mars.
• Utveckla mer avancerad rymdskeppsteknik . Det finns inga rymdstationer i rymden, vilket innebär att fartyget som tar människor till Mars måste göra resan utan tankning. NASA håller för närvarande på att utveckla ett solelektriskt framdrivningssystem för att göra rymdflygningen. Dessutom kräver rymdfarkosten ett rymdnavigeringssystem, raketer som är starka nog för att driva astronauter längs resan och tillbaka och landningsutrustning som fungerar på Mars, som har en tunn atmosfär.
• Designa rymddräkter för att garantera astronautens säkerhet . Miljön på Mars är fientlig: dess brist på ett ozonskikt innebär att det inte finns någon inbyggd sköld mot ultraviolett strålning, och superoxiderna på Mars-jorden kan påverka människor som går på dess yta. Ingenjörer måste utforma skyddande livsmiljöer för att förhindra skada på människokroppen.

Vill du lära dig mer om rymdutforskning?

Oavsett om du är en spirande astronautstekniker eller bara vill bli mer informerad om vetenskapen om rymdresor, är det viktigt att lära sig om den rika och detaljerade historien om mänsklig rymdflygning för att förstå hur rymdutforskningen har utvecklats. I Chris Hadfields MasterClass om utforskning av rymden ger den tidigare befälhavaren för den internationella rymdstationen ovärderlig inblick i vad som krävs för att utforska rymden och vad framtiden har för människor i den sista gränsen. Chris pratar också om vetenskapen om rymdresor, livet som astronaut och hur flygning i rymden för alltid kommer att förändra hur du tänker på att leva på jorden.

Vill du lära dig mer om utforskning av rymden? MasterClass Year Membership erbjuder exklusiva videokurser från mästare och astronauter som Chris Hadfield.