Me sorprendió cuando recientemente descubrí cuánto tiempo lleva llegar a Marte. He estado realizando una encuesta muy informal entre compañeros sobre cuánto tiempo cree la gente que nos lleva viajar a Marte. Mis sentimientos anteriores se hicieron eco de sus respuestas: la gente piensa que tardamos de 3 a 5 años en viajar a Marte. Siento que esto ha sido reforzado por ideas como la criocongelación. He visto varios números, pero parece un viaje de 7 meses.
También me sorprendió cuando supe que la gente REALMENTE está considerando a Marte como un viaje de ida. Esto me suena a estupidez.
TAMBIÉN me sorprendió saber que Marte tiene 1/3 de nuestra gravedad, lo que hace que el lanzamiento tras el aterrizaje me parezca realmente plausible.
Obviamente no estoy trabajando con la imagen completa aquí. ¿Qué nos detiene, además de la financiación?
El tiempo de viaje mínimo de combustible (transferencia Hohmann) a Marte es de aproximadamente 8 meses en cada sentido. Es posible reducir ese tiempo usando más combustible, pero la relación combustible-carga útil es uno de los factores de ingeniería más importantes en las misiones espaciales ambiciosas.
Sin embargo, la alineación de los planetas tiene que ser la correcta para obtener ese curso de eficiencia de combustible, y después de llegar a Marte, la nave espacial tendría que esperar otro año más o menos antes de regresar a casa, o gastar mucho más combustible para hacer el viaje. Eso hace que toda la misión tome alrededor de 32 meses*.
Actualmente, nuestras misiones de estación espacial a largo plazo han implicado un reabastecimiento regular desde tierra; una misión de ida y vuelta a Marte necesita más de dos años y medio por sí sola. Eso es mucha carga de suministro que tiene que llevar y muchas cosas que pueden romperse en el camino, lo que significa llevar mucho peso en repuestos y/o personas para mantener el equipo.
El 1/3 g de Marte es aproximadamente el doble que el de la luna, por lo que puede imaginar que una nave de aterrizaje necesitaría mucho más motor y mucho más combustible que un módulo de aterrizaje lunar. Cada tonelada de carga útil en un cohete incurre en muchas toneladas de motor y combustible en las etapas inferiores: mirando hacia atrás a las misiones lunares, es algo así como 75 toneladas de Saturno V pagando por 1 tonelada de nave espacial Apolo.
Nuestros módulos de aterrizaje lunar solo permanecieron en la superficie durante un par de días. Nos quedaremos en Marte durante más de un año, así que enviaremos un montón de vuelos de carga no tripulados por adelantado para dejar suministros y materiales de construcción para la estación de superficie. Son más lanzamientos, pero los requisitos de carga útil y confiabilidad para ellos son relativamente modestos.
Podríamos enviar camiones cisterna de combustible no tripulados para reunirse con la misión en la órbita de Marte; el requerimiento total de combustible para la misión no cambiaría, pero la nave espacial principal podría ser un poco más pequeña de esta manera, a costa de un perfil de misión más complejo (es decir, propenso a fallas). Otra opción es ISRU , refinando combustible en Marte para el viaje de regreso, pero esa es otra propuesta bastante arriesgada, probablemente solo adecuada para el ascenso del módulo de aterrizaje de regreso a la órbita de Marte, si eso es así.
La atmósfera de Marte es incómoda; a diferencia de la Tierra, no es lo suficientemente denso para darle al módulo de aterrizaje un frenado libre (una vez que una nave espacial que regresa llega a la atmósfera de la Tierra, no necesita usar más combustible para aterrizar de manera segura, solo se arrastra y se lanza en paracaídas), pero es lo suficientemente denso como para que el La lancha de aterrizaje debe construirse con consideraciones aerodinámicas (nuevamente, un gran contraste con el abultado Apollo LM). Lo que significa, sí, más peso.
Ninguno de estos problemas es insuperable en sí mismo, pero construir y volar tal cosa sería una tarea mucho más grande y compleja que los vuelos de Apolo. Actualmente, ninguna nación tiene la voluntad y el superávit presupuestario para que eso suceda.
*) Si puede proporcionar otros 5 km/s de ∆v, lo que requiere un lanzador unas 5 veces más grande, puede reducir la duración total de la misión a la mitad, con una estadía de 30 días en Marte en lugar de una estadía de 336 días. .
En muchos sentidos, la respuesta corta es que nada nos detiene excepto la financiación. Hay obstáculos tecnológicos, pero nada más allá de nuestras capacidades. La inversión necesaria para hacer esto es muy difícil de estimar porque depende de muchas incógnitas, pero definitivamente es de miles de millones. Para un gobierno, no hay nada más que el conocimiento de que lo hizo, así que si el mérito científico y el orgullo nacional no son suficientes para usted, no lo va a pagar. Las misiones Apolo fueron finalmente justificadas por un imperativo militar. Estados Unidos no lo habría hecho si no temieran lo que podría significar la superioridad rusa en el espacio. Para una empresa privada, no hay motivo de lucro. Realmente ninguno. SpaceX afirma que eventualmente pueden obtener ganancias vendiendo residencia en Marte. Esa es una afirmación muy inestable.
Ya no hay cohetes Saturno V. Para hacer un viaje a Marte, necesitarías algo al menos así de grande . Más grande sería mejor. Entonces, primero ese cohete debe diseñarse y ponerse en producción, una tarea de al menos 10 años. SpaceX se encuentra actualmente en el proceso de comenzar a probar motores prototipo para un cohete destinado a esto. El resto del cohete existe solo en tableros de dibujo.
Una vez que tenga los cohetes, necesitará al menos 3, tal vez 4. La propuesta de Mars Direct explica un enfoque para esto, o puede ver el plan de misión de la NASA , que es considerablemente más intensivo en infraestructura. Ambos planes dependen en gran medida del uso de plantas químicas autónomas para producir parte del combustible necesario para regresar a la Tierra, y también para producir cosas necesarias para sobrevivir en Marte: agua y oxígeno. Sin el ahorro de peso en lo que tiene que lanzar desde la Tierra que esto proporciona, una misión a Marte sería varias veces más costosa. Lanzas los primeros cohetes como misiones de carga que almacenan los suministros necesarios en Marte. Una vez que haya confirmado que esas misiones han aterrizado con éxito la carga en Marte, puede enviar una tripulación.
Aterrizar en Marte es un gran desafío. Debe hacer un aterrizaje motorizado porque la atmósfera es demasiado delgada para usar aerofrenado como lo hace una nave espacial que vuelve a entrar en la atmósfera de la Tierra, pero la atmósfera aún es suficiente para hacer que su nave se caliente tremendamente debido a la fricción con la atmósfera, por lo que necesita un escudo térmico. Los aterrizajes motorizados, lo que significa que enciendes los motores para frenar, se realizaron en la luna, pero debido a que no tiene atmósfera, esto fue mucho más simple. Diseñar un módulo de aterrizaje capaz de llevar varias toneladas de carga útil a la superficie es probablemente el mayor desafío técnico de una misión a Marte.
Habiendo discutido esto con un par de personas que lo conocen bien, me parece que el problema limitante será la psicología humana , específicamente la psicología del entorno confinado , agravada por la gerontología y el serio retraso en la comunicación:
Para algunos que no leyeron, lo siguiente es principalmente sobre el escenario específico de la permacolonia que nunca regresa:
¿Cuántos es el número mínimo necesario para una colonia, para que no te vuelvas loco? 8? 20? 100? 1000? ¿Cuántos de ustedes podrían vivir en un invernadero con el mismo grupo de personas por el resto de su vida natural? (Compare con McMurdo, la Antártida , que incluso con su población invernal de 250, es prácticamente como Club Med, y no es lo mismo 250 permanentemente, algunas personas nuevas entran y salen cada verano).
en que momento se llega al parto en la colonia? Como logras hacer eso? ¿Complicaciones de nacimiento? ¿Muerte en el parto? ¿Qué tan raro es que el niño crezca sin contacto con otros niños? A menos que envíe un lote de futuros padres. (¿Cómo se puede proteger a los niños pequeños de toda una biosfera, de todos modos?)
¿Cómo harías para que las parejas jóvenes y fértiles fueran allí? No olvides el 7% de riesgo de cáncer por persona por viaje, debido a la exposición a los rayos gamma.
Considere también qué tan estable y confiable debería ser cada una de esas personas, y qué sucede si algo sale mal. ¿Enfermedad seria? ¿depresión? ¿ataque de nervios? ¿aburrimiento? ¿soledad? ¿decrepitud? ¿discapacidad? ¿muerte? No puedes enviarlos a casa, ¿los sacrificas? ¿Cómo se cuida a los ancianos en Marte? ¿A cuántas personas enfermas pueden soportar los demás, antes de que tengas que sacrificar a las personas? [o, según PeterMasiar, animarlos activamente a suicidarse]
¿Cuál es la jurisdicción de la ley vigente en Marte de todos modos, y está permitida la eutanasia? (¿Necesitamos crear una nueva jurisdicción solo para esto?)
Creo que todo esto es un territorio totalmente desconocido. Va audazmente a donde ningún estudio de gerontología ha llegado antes.
Considere también el desconcertante retraso de comunicación de 3 a 21 minutos . Ok, supongamos que la tecnología de inteligencia artificial avanza para que pueda tener un chatterbot y cargarlo con actualizaciones diarias (o cada hora), al menos podría hablar con él en tiempo real, como el robot Kevin Spacey en Moon .
Ver psicología del entorno confinado y el resultado negativo de los dos experimentos de cierre de la Biosfera 2 de Nuevo México, 1991-1994
así que creo que el escenario de una colonia permanente de un solo sentido sin posibilidad de retorno está más lejos de lo que la gente quiere creer. Hasta ese día serán viajes tipo visita científica de uno/dos años.
¿Cuál es el mayor obstáculo de una misión [tripulada] a Marte?
Es un problema en la luna y sería un problema mayor en Marte y en tránsito.
Uno de los [eventos de partículas solares] más grandes registrados ocurrió en agosto de 1972, entre las misiones Apolo 16 y Apolo 17. El evento de agosto de 1972 es uno de los SPE más grandes registrados en densidad de flujo y contenía más protones de alta energía (10-200 MeV) que la mayoría de los otros eventos históricos. Para este evento, los astronautas que estaban apenas protegidos en la superficie lunar (por ejemplo, los astronautas que realizaban actividades extravehiculares [EVA], como una caminata espacial) podrían haber recibido dosis de radiación letales.
De la Sociedad de Física de la Salud
Desde Spaceflight ahora
Tenga en cuenta que la escala es logarítmica. Un viaje de ida y vuelta de 1 año a Marte (si es posible) implicaría recibir quizás 14 veces la dosis de radiación máxima permitida de un trabajador en una planta de energía nuclear y varios miles de veces la dosis de las personas que viven al nivel del mar.
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