2012-ben a holland nonprofit szervezet által vezetett” Mars One ” projekt bejelentette, hogy 2025-re létrehozza az első emberi kolóniát a Vörös Bolygón. A misszió eredetileg négy űrhajóst küldene egyirányú Marsra, ahol életük hátralévő részét az első állandó emberi település építésével töltenék.

Ez egy merész elképzelés-különösen azért, mert a Mars One azt állítja, hogy az egész küldetés a már létező technológiákra épülhet. Amint azt a weboldal állítja, az emberek létrehozása a Marson “a következő óriási ugrás az emberiség számára.”

de az MIT mérnökei szerint a projektnek visszalépnie kell, legalábbis a misszió MŰSZAKI megvalósíthatóságának felülvizsgálata érdekében.

az MIT kutatói kidolgoztak egy részletes településelemző eszközt a Mars One küldetés megvalósíthatóságának felmérésére, és megállapították, hogy új technológiákra lesz szükség az emberek életben tartásához a Marson.

például, ha az összes ételt kapott a helyben termesztett növények, mint a Mars Egyik képzelte, a növényzet termel veszélyes mennyiségű oxigén, ami beindította volna a sorozat az események, hogy végül is okozhat az emberi lakói, hogy megfullad. Ennek a forgatókönyvnek a elkerülése érdekében végre kell hajtani a felesleges oxigén eltávolítására szolgáló rendszert-egy olyan technológiát, amelyet még nem fejlesztettek ki az űrben való használatra.

Hasonlóképpen, a Mars Phoenix lander 2008 — ban felfedezte a jég bizonyítékait a marsi felületen, ami arra utal, hogy a jövőbeli telepesek képesek lehetnek jég olvadására ivóvízért-egy másik Mars One cél. Az MIT elemzése szerint azonban a talajból származó víz “sütésére” tervezett jelenlegi technológiák még nem állnak készen a telepítésre, különösen az űrben.

a csapat a pótalkatrészek utánpótlásának integrált elemzését is elvégezte — hány pótalkatrészt kell szállítani egy marsi kolóniába minden alkalommal, hogy folytathassa. A kutatók azt találták, hogy a kolónia növekedésével a pótalkatrészek gyorsan uralják a jövőbeli szállításokat a Marsra, ami a földből származó terhelések 62% – át teszi ki.

ami a Marsra való tényleges utazást illeti, a csapat kiszámította a bolygó első négy telepesének és későbbi legénységének létrehozásához szükséges rakéták számát, valamint az utazás költségeit.

A Mars One terve szerint hat Falcon Heavy rakétára lenne szükség, hogy az űrhajósok megérkezése előtt felküldjék a kezdeti készleteket. De az MIT értékelése szerint ez a szám “túlságosan optimista”: A csapat megállapította, hogy a szükséges felszerelésekhez ehelyett 15 Falcon Heavy rockets szükséges. Csak a küldetés ezen szakaszának szállítási költsége, az űrhajósok elindításával együtt, 4,5 milliárd dollár lenne-ez a költség, amely további legénységgel és a Mars ellátásával nőne. A kutatók szerint ez a becslés nem tartalmazza a misszió felszerelésének és beszerzésének költségeit, ami tovább növelné az összköltséget.

Olivier de Weck, az MIT Aeronautikai és Űrhajózási és mérnöki rendszerek professzora szerint izgalmas egy emberi település építése a Marson. Ahhoz azonban, hogy ez a cél valósággá váljon, számos technológiára és szigorú rendszerszemléletre van szükség-mondta.

“nem azt mondjuk, hogy fekete-fehér, A Mars One tévedhetetlen” – mondja de Weck. “De úgy gondoljuk, hogy ez nem igazán megvalósítható az általuk tett feltételezések szerint. Olyan technológiákra mutatunk, amelyek hasznosak lehetnek a kiemelt fontosságú beruházásokhoz, a megvalósíthatósági út mentén történő mozgatáshoz.”

“az egyik nagy betekintés, amelyet meg tudtunk szerezni, az volt, hogy milyen nehéz ezt meghozni” – mondja Sydney Do végzős hallgató. “Csak annyi ismeretlen van. Ahhoz, hogy valaki bizakodjon abban, hogy odaér, és életben marad, még sok munkát kell végezni.”

Do és de Weck ebben a hónapban mutatták be elemzésüket a Torontói Nemzetközi Asztronautikai kongresszuson. Társszerzői: Koki Ho, Andrew Owens és Samuel Schreiner.

Szimulálva egy nap a Marson

A csoport vett egy rendszer-alapú megközelítés, az elemzés, a Mars Egyik feladata, első értékelése különböző szempontok a küldetés architektúra, például az élőhely, létfenntartó rendszerek, tartalék-alkatrészek követelményeknek, szállítási logisztika, akkor néztem, hogy minden összetevője hozzájárul ahhoz, hogy az egész rendszer.

az élőhely résznél szimulálja a Mars kolonista napi életét. A Nemzetközi Űrállomás (ISS) asztronautáinak jellemző munkarendje, aktivitási szintje és anyagcsere-aránya alapján a becslések szerint egy telepesnek napi 3040 kalóriát kell fogyasztania ahhoz, hogy életben maradjon és egészséges maradjon a Marson. Ezután meghatározta azokat a növényeket, amelyek ésszerűen kiegyensúlyozott étrendet biztosítanak, beleértve a babot, a salátát, a földimogyorót, a burgonyát és a rizst.

Do kiszámította, hogy ezeknek a növényeknek a hosszú távú fenntartásához elegendő termése körülbelül 200 négyzetméter termesztési területet igényel, összehasonlítva a Mars One 50 négyzetméteres becslésével. Ha a projekt tervei szerint a növényeket a telepesek élőhelyén termesztik, úgy találják, hogy nem biztonságos oxigénszintet eredményeznek, amely meghaladná a tűzbiztonsági küszöbértékeket, folyamatos nitrogénbevitelt igényel az oxigénszint csökkentése érdekében. Idővel ez kimerítené a nitrogéntartályokat, így az élőhely gáz nélkül marad, hogy kompenzálja a szivárgásokat.

mivel az élőhely belsejében lévő levegő tovább szivárog, a teljes légköri nyomás csökken, ami elnyomó környezetet teremt, amely a becslések szerint 68 napon belül megfojtja az első telepeseket.

lehetséges megoldások, Do mondja, magában foglalhatja egy olyan technológia kifejlesztését, amely kivonja a felesleges oxigént, vagy elkülöníti a növényeket egy külön üvegházban. A csapat még a marsi légkörből kivont nitrogén használatát is fontolóra vette, de úgy találta, hogy ehhez megfizethetetlenül nagy rendszerre lenne szükség. Meglepő módon a legolcsóbb megoldás az volt, hogy a földből szükséges összes ételt ellátja.

“azt találtuk, hogy az élelmiszer szállítása mindig olcsóbb, mint a helyben történő termesztés” – mondja Do. “A Marson világítási és öntözési rendszerekre van szükség, és a világításhoz 875 LED-es rendszerre van szükség, amelyek idővel meghibásodnak. Tehát ehhez pótalkatrészeket kell biztosítania, így a kezdeti rendszer nehezebb.”

a csapat által talált gombok csavarása, a pótalkatrészek idővel jelentősen megnövelnék a Marsra irányuló kezdeti és jövőbeli küldetések költségeit. Owens, aki értékelte a tartalék alkatrészek utánpótlását, elemzését az ISS adott alkatrészeinek NASA javítási naplóiból származó megbízhatósági adatokra alapozta.

“az ISS azon az elképzelésen alapul, hogy ha valami elromlik, akkor haza lehet hívni, és gyorsan új részhez juthat” – mondja Owens. “Ha pótalkatrészt szeretne a Marson, akkor 26 havonta el kell küldenie, amikor egy indítóablak nyitva van, majd várjon 180 napot, amíg odaér. Ha lehetne, hogy pótalkatrészek in-situ, hogy lenne egy hatalmas megtakarítás.”

Owens olyan technológiákra mutat rá, mint a 3D nyomtatás, amely lehetővé teszi a telepesek számára, hogy pótalkatrészeket gyártsanak a Marson. A ma létező technológia azonban nem elég fejlett ahhoz, hogy sok térhatású alkatrész pontos méreteit és funkcióit reprodukálja. Az MIT elemzése megállapította, hogy a 3D nyomtatóknak ugrásokkal kell javulniuk, különben a teljes Mars település infrastruktúráját át kell tervezni, hogy alkatrészei meglévő technológiával kinyomtathatók legyenek.

bár ez az elemzés a Mars One programot félelmetesnek tűnhet, a kutatók szerint az általuk kifejlesztett településelemző eszköz segíthet meghatározni a különböző forgatókönyvek megvalósíthatóságát. Például, ahelyett, hogy legénységet küldenének egyirányú kirándulásokra a bolygóra, mi lenne a teljes küldetés költsége, ha a legénységeket alkalmanként helyettesítenék?

“A Mars One elég radikális ötlet” – mondja Schreiner. “Most egy olyan eszközt építettünk, amivel játszhatunk, és néhány gombnyomással megnézhetjük, hogyan változik a küldetés költsége és megvalósíthatósága.”

Tracy Gill, a NASA technológiai stratégiai igazgatója szerint az eszköz alkalmazható lehet más Mars-missziók értékelésére, és rámutat néhány forgatókönyvre, amelyeket a csoport a településelemző eszköz segítségével szeretne felfedezni.

“Ez biztosít egy előny, hogy a küldetés tervezők által lehetővé teszi számukra, hogy értékelje egy nagyobb spektrumát küldetés architektúrák jobban bíznak, hogy az elemzés” – mondta Gill, aki nem járult hozzá a kutató. “Ezek közé az architektúrák közé tartoznak a lehetőségek, kezdve az összes élelmiszer teljes növekedésétől a bioregeneratív rendszerekkel in situ-ban, az összes élelmiszer csomagolásáig a Földtől a két szélsőség különböző kombinációjáig.”

A projekt néhány hallgatóját a NASA ösztöndíjai támogatták.