NASA ma nową wizję eksploracji kosmosu: w nadchodzących dziesięcioleciach ludzie wylądują na Marsie i będą eksplorować czerwoną planetę. Krótkie wizyty doprowadzą do dłuższych pobytów, a może kiedyś do kolonii.
Najpierw jednak wracamy na Księżyc.
Dlaczego Księżyc przed Marsem?
„Księżyc to naturalny pierwszy krok”, wyjaśnia Philip Metzger, fizyk z NASA Kennedy Space Center. „Jest w pobliżu. Możemy ćwiczyć tam życie, pracę i naukę przed dłuższymi i bardziej ryzykownymi podróżami na Marsa. ”
Księżyc i Mars mają ze sobą wiele wspólnego. Księżyc ma tylko jedną szóstą ziemską grawitację; Mars ma jedną trzecią. Księżyc nie ma atmosfery; marsjańska atmosfera jest bardzo rzadka. Księżyc może stać się bardzo zimny, nawet -240o C w cieniach; Mars waha się między -20o a -100o C.
Co ważniejsze, obie planety pokryte są drobnym pyłem, zwanym „regolitem”. Regolit Księżyca został stworzony przez nieustanne bombardowanie mikrometeorytów, promieni kosmicznych i cząstek wiatru słonecznego niszczących skały przez miliardy lat. Regolit marsjański powstał w wyniku uderzeń masywniejszych meteorytów, a nawet asteroid, a także wieków codziennej erozji spowodowanej przez wodę i wiatr. Na obu światach są miejsca, w których regolit ma głębokość ponad 10 metrów.
Obsługa urządzeń mechanicznych w obecności tak dużej ilości pyłu stanowi ogromne wyzwanie. W zeszłym miesiącu Metzger współprzewodniczył spotkaniu na temat: „Materiały ziarniste w eksploracji Księżyca i Marsa”, które odbyło się w Kennedy Space Center. Uczestnicy zmagali się z różnymi zagadnieniami, od podstawowego transportu („Jakich opon potrzebuje buggy Marsa?”) Po wydobycie („Jak głęboko można kopać, zanim zapadnie się dziura?”), Po burze piaskowe - zarówno naturalne, jak i sztuczne („Ile pył wzbije rakieta do lądowania? ”).
Odpowiedź na te pytania na Ziemi nie jest łatwa. Pył z Księżyca i Marsa jest taki… obcy.
Spróbuj tego: przeciągnij palcem po ekranie komputera. Na czubku palca pozostanie odrobina kurzu. Jest miękki i puszysty - to jest pył ziemski.
Pył księżycowy jest inny: „Jest prawie jak fragmenty szkła lub koralowate kształty, które są bardzo ostre i przenikają się”, mówi Metzger. (Zobacz obraz księżycowego pyłu.)
„Nawet po krótkich spacerach po Księżycu astronauci Apollo 17 odkryli, że cząsteczki pyłu zablokowały stawy barkowe skafandra kosmicznego”, mówi Masami Nakagawa, profesor nadzwyczajny w dziale inżynierii górniczej w Colorado School of Mines. „Pył morski przedostał się do uszczelnień, powodując, że skafandry wyciekły z powietrza.”
W obszarach nasłonecznionych, dodaje Nakagawa, drobny pył unosi się nad kolanami astronautów Apollo, a nawet nad ich głowami, ponieważ poszczególne cząstki były ładowane elektrostatycznie przez światło ultrafioletowe Słońca. Takie cząsteczki pyłu, gdy zostaną wyśledzone w środowisku astronautów, w którym staną w powietrzu, podrażnią ich oczy i płuca. „To potencjalnie poważny problem”.
Pył jest również wszechobecny na Marsie, chociaż pył Marsa prawdopodobnie nie jest tak ostry jak pył księżycowy. Wietrzenie wygładza krawędzie. Niemniej marsjańskie burze pyłu ubijają te cząstki 50 m / s (100+ mph), szorując i nosząc każdą odsłoniętą powierzchnię. Jak ujawnili włóczęgi Duch i Okazja, pył Marsa (podobnie jak pył księżycowy) jest prawdopodobnie naładowany elektrycznie. Przylega do paneli słonecznych, blokuje światło słoneczne i zmniejsza ilość energii, którą można wygenerować na powierzchniową misję.
Z tych powodów NASA finansuje Project Dust Nakagawa, czteroletnie badanie poświęcone znalezieniu sposobów złagodzenia wpływu pyłu na roboty i eksplorację ludzi, od projektów filtrów powietrza po cienkowarstwowe powłoki odpychające pył z skafandrów kosmicznych i maszyn .
Księżyc jest również dobrym poligonem doświadczalnym dla tego, co planiści misji nazywają „wykorzystaniem zasobów in situ” (ISRU) –a.k.a. „Żyć z ziemi”. Astronauci na Marsie będą chcieli lokalnie wydobywać niektóre surowce: tlen do oddychania, wodę do picia i paliwo rakietowe (głównie wodór i tlen) do podróży do domu. „Najpierw możemy wypróbować to na Księżycu”, mówi Metzger.
Uważa się, że zarówno Księżyc, jak i Mars przechowują zamarzniętą w ziemi wodę. Dowody na to są pośrednie. Statki kosmiczne NASA i ESA wykryły wodór - prawdopodobnie H w H2O - w glebie marsjańskiej. Domniemane złoża lodowe wahają się od biegunów marsjańskich prawie do równika. Z drugiej strony lód księżycowy jest zlokalizowany w pobliżu północnych i południowych biegunów Księżyca głęboko w kraterach, gdzie Słońce nigdy nie świeci, według podobnych danych z Lunar Prospector i Clementine, dwóch statków kosmicznych, które zmapowały Księżyc w połowie lat 90.
Gdyby ten lód można było wydobyć, rozmrozić i rozbić na wodór i tlen ... Voila! Natychmiastowe dostawy. Lunar Reconnaissance Orbiter NASA, który ma zostać wystrzelony w 2008 roku, będzie wykorzystywać nowoczesne czujniki do wyszukiwania złóż i wskazywania możliwych miejsc wydobycia.
„Słupy księżycowe są zimnym miejscem, dlatego pracujemy z ludźmi, którzy specjalizują się w zimnych miejscach, aby dowiedzieć się, jak wylądować na glebie i wkopać się w wieczną zmarzlinę, aby wydobywać wodę”, mówi Metzger. Najważniejszymi partnerami NASA są śledczy z Army Corps of Engineers's Research and Engineering Laboratory (CRREL). Kluczowe wyzwania obejmują sposoby lądowania rakiet lub budowania siedlisk na glebach bogatych w lód bez upuszczania przez ich ciepło ziemi, aby zapadła się pod ich ciężarem.
Testowanie całej tej technologii na Księżycu, który znajduje się zaledwie 2 lub 3 dni od Ziemi, będzie znacznie łatwiejsze niż testowanie jej na Marsie za sześć miesięcy.
Więc ... na Marsa! Ale najpierw Księżyc.
Oryginalne źródło: [chroniony przez e-mail] Artykuł
