V roce 2012, „Mars One“ projekt, pod vedením nizozemské neziskové organizace, oznámila plány na vytvoření první lidské kolonie na Rudé Planetě v roce 2025. Mise by zpočátku poslala čtyři astronauty na jednosměrnou cestu na Mars, kde by strávili zbytek svého života budováním prvního trvalého lidského osídlení.

je to odvážná vize-zejména proto, že Mars One tvrdí, že celá mise může být postavena na technologiích, které již existují. Jak uvádí jeho webová stránka, založení lidí na Marsu by bylo „dalším obrovským skokem pro lidstvo.“

ale inženýři z MIT říkají, že projekt bude možná muset udělat krok zpět, alespoň aby přehodnotil technickou proveditelnost mise.

výzkumníci MIT vyvinuli podrobný nástroj pro analýzu osídlení, aby posoudili proveditelnost mise Mars One, a zjistili, že k udržení lidí na Marsu budou zapotřebí nové technologie.

například, pokud všechny potraviny získané od místně pěstované plodiny, jako Mars One předpokládá, že vegetace by produkovat nebezpečné hladiny kyslíku, který by spustil řadu událostí, které by mohly nakonec způsobit lidských obyvatel se dusit. Aby se tomuto scénáři zabránilo, musel by být zaveden systém pro odstranění přebytečného kyslíku — technologie, která dosud nebyla vyvinuta pro použití ve vesmíru.

Podobně, Mars Phoenix lander objevil důkaz o ledu na povrchu Marsu v roce 2008, což naznačuje, že budoucnost osadníků může být schopen roztavit led pro pitnou vodu — další Marsu Jeden gól. Podle analýzy MIT však současné technologie určené k „pečení“ vody z půdy ještě nejsou připraveny k nasazení, zejména ve vesmíru.

tým také provedl integrovanou analýzu zásob náhradních dílů — kolik náhradních dílů by muselo být dodáno do marťanské kolonie při každé příležitosti, aby to pokračovalo. Vědci zjistili, že jak kolonie roste, náhradní díly by se rychle ovládnout budoucí dodávky na Mars, takže až tolik jako 62 procent náklad ze Země.

pokud jde o skutečnou plavbu na Mars, tým také vypočítal počet raket potřebných k založení prvních čtyř osadníků a následných posádek na planetě,jakož i náklady na cestu.

podle plánu Mars One by bylo zapotřebí šest raket Falcon Heavy K odeslání počátečních zásob před příjezdem astronautů. Hodnocení MIT však zjistilo, že toto číslo je „příliš optimistické“: Tým rozhodl, že potřebné zásoby by místo toho vyžadovaly 15 raket Falcon Heavy. Přepravní náklady na tuto etapu mise sám, v kombinaci s astronauty‘ spuštění, by to bylo 4,5 miliardy dolarů — náklady, které bude růst s další posádky a zásoby na Mars. Vědci tvrdí, že tento odhad nezahrnuje náklady na vývoj a nákup vybavení pro misi, což by dále zvýšilo celkové náklady.

Olivier de Weck, profesor MIT pro letectví a kosmonautiku a inženýrské systémy, říká, že vyhlídka na vybudování lidské osady na Marsu je vzrušující. Aby se tento cíl stal skutečností, však bude vyžadovat inovace v řadě technologií a přísné systémy perspektivu, říká.

„neříkáme, černobílý, Mars One je neuskutečnitelný,“ říká de Weck. „Ale my si myslíme, že to není opravdu proveditelné za předpokladu, že jsem udělal. Ukazujeme na technologie, které by mohly být užitečné investovat s vysokou prioritou, posunout je po cestě proveditelnosti.“

„jedním z velkých poznatků, které jsme dokázali získat, bylo, jak těžké je to vytáhnout,“ říká postgraduální student Sydney Do. „Existuje jen tolik neznámých. A dát někomu jistotu, že se tam dostane a zůstane naživu — je tu ještě spousta práce, kterou je třeba udělat.“

Do A de Weck představili svou analýzu Tento měsíc na mezinárodním astronautickém kongresu v Torontu. Spoluautory jsou postgraduální studenti MIT Koki Ho, Andrew Owens, a Samuel Schreiner.

Simulovat den na Marsu

skupina si systémového přístupu při analýze mise Mars One, první posuzování různých aspektů poslání architektury, jako například jeho stanoviště, systémy podpory života, náhradních dílů požadavky, a dopravní logistiky, pak se podíváme na to, jak se každá složka přispívá na celý systém.

pro část stanoviště simulujte každodenní život kolonisty Marsu. Na základě typický pracovní rozvrh, úrovně aktivity, a metabolické sazby astronautů na Mezinárodní Vesmírné Stanici (ISS), Se odhaduje, že osadník by měl konzumovat asi 3,040 kalorií denně, aby zůstali naživu a zdravý na Marsu. Poté určil plodiny, které by poskytovaly přiměřeně vyváženou stravu, včetně fazolí, hlávkový salát, arašídy, brambory, a rýže.

spočítal, že produkovat dostatek těchto plodin k udržení astronautů v dlouhodobém horizontu by vyžadovalo asi 200 metrů čtverečních oblasti pěstování, ve srovnání s Mars One je odhadem 50 metrů čtverečních. Pokud, jak projekt plánuje, plodiny jsou pěstovány v rámci osadníků stanoviště, zjistil, že by produkovat nebezpečné hladiny kyslíku, které by překročit požární bezpečnosti prahové hodnoty, vyžadující kontinuální zavádění dusíku ke snížení hladiny kyslíku. Postupem času by to vyčerpalo nádrže na dusík a ponechalo by stanoviště bez plynu, aby se kompenzovaly úniky.

stejně Jako vzduch uvnitř prostředí i nadále unikat, atmosférický tlak klesne, vytvářet represivní prostředí, které by se udusit první osadník v rámci odhadem 68 dní.

možná řešení, Do říká, může zahrnovat buď vývoj technologie pro extrakci přebytečného kyslíku, nebo izolaci plodin v samostatném skleníku. Tým dokonce uvažoval o použití dusíku extrahovaného z Marťanské atmosféry, ale zjistil, že by to vyžadovalo neúměrně velký systém. Překvapivě Nejlevnější nalezenou možností bylo dodat všechny potraviny potřebné ze země.

“ zjistili jsme, že přeprava potravin je vždy levnější než místní pěstování,“ říká Do. „Na Marsu potřebujete osvětlovací a zavlažovací systémy a pro osvětlení jsme zjistili, že vyžaduje 875 LED systémů, které v průběhu času selhávají. Takže k tomu musíte poskytnout náhradní díly, čímž je počáteční systém těžší.“

kroucení knoflíků

jak tým zjistil, náhradní díly by v průběhu času podstatně zvýšily náklady na počáteční a budoucí mise na Mars. Owens, který hodnotil zásobování náhradních dílů, založil svou analýzu na údajích o spolehlivosti odvozených z protokolů oprav NASA pro dané komponenty na ISS.

“ ISS je založena na myšlence, že pokud se něco rozbije, můžete zavolat domů a rychle získat novou část,“ říká Owens. „Pokud chcete náhradní díl na Marsu, musíte jej poslat, když je otevřené spouštěcí okno, každých 26 měsíců, a pak počkat 180 dní, než se tam dostane. Pokud byste mohli dělat náhradní díly in-situ, to by bylo obrovské úspory.“

Owens poukazuje na technologie, jako je 3D tisk, které mohou osadníkům umožnit výrobu náhradních dílů na Marsu. Ale technologie, jak existuje dnes, není dostatečně pokročilá, aby reprodukovat přesné rozměry a funkce mnoha prostor-hodnocené části. Analýza MIT zjistila, že 3d tiskárny se budou muset zlepšit skoky, jinak bude muset být přepracována celá infrastruktura osídlení Mars, aby bylo možné její části vytisknout stávající technologií.

Zatímco tato analýza může učinit program Mars One vypadat skličující, vědci tvrdí, že vypořádání-nástroj pro analýzu souborů vyvinuli, může pomoci určit proveditelnost různých scénářů. Například, spíše než vyslání posádek na jednosměrné cesty na planetu, jaké by byly celkové náklady na misi, kdyby byly posádky občas nahrazeny?

„Mars One je docela radikální nápad,“ říká Schreiner. „Nyní jsme vytvořili nástroj, se kterým si můžeme pohrát, a můžeme otočit některé knoflíky, abychom zjistili, jak se mění náklady a proveditelnost mise.“

Tracy Gill, technologie, strategie manažer NASA, říká, že nástroje mohou být použitelné pro posuzování dalších misí na Mars, a poukazuje na několik scénářů, které skupina může chtít, aby prozkoumala pomocí řešení-nástroj pro analýzu souborů.

„To může poskytnout výhodu plánovači mise tím, že jim umožní vyhodnotit větší spektrum poslání architektury s lepší důvěru v jejich analýzy,“ říká Gill, který nepřispěl k výzkumu. „Zařazen mezi ty architektur by bylo možností, od úplně pěstování potravin v místě s bioregenerative systémy, pro balení všech potravin ze Země, aby se různé kombinace těchto dvou extrémů.“

někteří studenti tohoto projektu byli podporováni stipendii NASA.